แรงเสียดทานสถิตกับแรงเสียดทานจลน์
แรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์เป็นแรงเสียดทานสองรูปแบบ แรงเสียดทานเป็นแนวคิดที่สำคัญมากเมื่อพูดถึงกลไกของวัตถุแข็ง แรงเสียดทานถือเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการสูญเสียพลังงานกล ดังนั้น ความเข้าใจที่ดีในเรื่องแรงเสียดทานจึงจำเป็นต่อการพัฒนาเครื่องจักรให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อประหยัดพลังงาน การเสียดสีไม่ว่าจะแบบสถิตหรือจลนศาสตร์มีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา ถ้าไม่ใช่เพราะเสียดสี เราก็จะไม่สามารถเดินหรือคว้าช้อนได้ การทำความเข้าใจแรงเสียดทานมีความสำคัญมากในสาขาต่างๆ เช่น วิศวกรรมเครื่องกล วิศวกรรมยานยนต์ ฟิสิกส์ และแม้แต่วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าแรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์คืออะไร คำจำกัดความ เกิดขึ้นได้อย่างไร ความคล้ายคลึงกัน ปัจจัยใดที่ส่งผลต่อแรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์ และสุดท้ายคือความแตกต่าง
แรงเสียดทานสถิต
เพื่อให้เข้าใจว่าแรงเสียดทานสถิตคืออะไร ก่อนอื่นต้องเข้าใจแนวคิดของแรงเสียดทานโดยรวมก่อน แรงเสียดทานสามารถเกิดขึ้นได้ในสื่อใดๆ เป็นความต้านทานของสื่อต่อวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่หรือวัตถุที่พยายามจะเคลื่อนที่ แรงเสียดทานสถิตเป็นส่วนย่อยของแรงเสียดทานแห้ง เมื่อวัตถุแข็งสองชิ้นสัมผัสกัน จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของใบหน้าทั้งสอง สาเหตุหลักของการต่อต้านนี้คือความไม่สม่ำเสมอของใบหน้าทั้งสอง ใบหน้าเหล่านี้มียอดเล็กน้อยในระดับจุลทรรศน์ เมื่อจุดสูงสุดของพื้นผิวหนึ่งเข้าไปในหุบเขาของอีกพื้นผิวหนึ่ง วัตถุเหล่านี้มักจะล็อค ซึ่งจะจำกัดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ หากวัตถุที่วางบนพื้นผิวเรียบได้รับแรงขนานกับระนาบ วัตถุนั้นจะไม่เคลื่อนที่นี่เป็นเพราะแรงเสียดทานสถิต โดยหลักการสมดุลแรง แรงเสียดทานสถิตเท่ากับแรงที่ใช้ แรงเสียดทานแห้งมีสามกฎหลัก กฎข้อแรกของ Amonton กล่าวว่าแรงเสียดทานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับโหลดที่ใช้ กฎข้อที่สองของ Amonton กล่าวว่าแรงเสียดทานไม่ขึ้นกับพื้นที่สัมผัส กฎข้อที่สามพิจารณาแรงเสียดทานจลนศาสตร์ สามารถกำหนดได้ว่าแรงเสียดทานเท่ากับแรงตั้งฉากกับพื้นผิวคูณค่าคงที่ตามสัดส่วน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเสียดทานเท่ากับแรงกระทำ ค่าคงที่ตามสัดส่วนจึงแปรผันตามแรงที่ใช้ ค่าคงที่ตามสัดส่วนนี้เรียกว่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน แรงเสียดทานสถิตมีค่าสูงสุด ดังนั้นจึงเป็นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต ต้องใช้แรงซึ่งมากกว่าแรงเสียดทานสูงสุดในการเคลื่อนย้ายวัตถุ
แรงเสียดทานจลนศาสตร์
แรงเสียดทานจลน์เกิดขึ้นเมื่อวัตถุสองชิ้นสัมผัสกันเคลื่อนที่สัมพันธ์กันกฎของคูลอมบ์บอกว่าแรงเสียดทานจลน์ไม่ขึ้นกับความเร็วการเลื่อน สังเกตได้ว่าแรงเสียดทานจลน์ต่ำกว่าแรงเสียดทานสถิตสูงสุดเพียงเล็กน้อย สิ่งนี้ทำให้เกิดความรู้สึกไม่สมดุลเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนไหว แรงเสียดทานจลน์บนพื้นผิวแต่ละด้านมักจะตรงกันข้ามกับทิศทางของการเคลื่อนไหว
แรงเสียดทานสถิตกับแรงเสียดทานจลน์แตกต่างกันอย่างไร
• แรงเสียดทานสถิตเกิดขึ้นเมื่อวัตถุสองชิ้นอยู่นิ่งโดยสัมพันธ์กัน แต่การเสียดสีจลน์เกิดขึ้นเมื่อวัตถุทั้งสองเคลื่อนที่ด้วยความเคารพกัน
• แรงเสียดทานจลนศาสตร์น้อยกว่าแรงเสียดทานสถิตสูงสุด
• แรงเสียดทานสถิตสามารถเป็นศูนย์ได้ ในขณะที่แรงเสียดทานจลนศาสตร์ไม่สามารถปฏิบัติได้จริง