Anumang contact sa pagitan ng dalawang katawan ay nagreresulta sa friction force. Sa kasong ito, hindi mahalaga sa kung anong pinagsama-samang estado ng bagay ang mga katawan, kung sila ay gumagalaw nang may kaugnayan sa isa't isa o nasa pahinga. Sa artikulong ito, maikli nating isasaalang-alang kung anong mga uri ng friction ang umiiral sa kalikasan at teknolohiya.
Rest friction
Para sa marami, maaaring isang kakaibang ideya na ang alitan ng mga katawan ay umiiral kahit na sila ay nagpapahinga na may kaugnayan sa isa't isa. Bilang karagdagan, ang puwersa ng friction na ito ay ang pinakamalaking puwersa sa iba pang mga uri. Ito ay nagpapakita ng sarili kapag sinubukan nating ilipat ang anumang bagay. Maaari itong maging isang bloke ng kahoy, isang bato, o kahit isang gulong.
Ang dahilan ng pagkakaroon ng static friction force ay ang pagkakaroon ng mga iregularidad sa mga contact surface, na mekanikal na nakikipag-ugnayan sa isa't isa ayon sa prinsipyo ng peak-trough.
Ang static friction force ay kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:
Ft1=µtN
Narito ang N ay ang reaksyon ng suporta kung saan ang ibabaw ay kumikilos sa katawan kasama ang normal. Ang parameter na µt ay ang coefficient ng friction. Ito ay depende saang materyal ng mga contact na surface, ang kalidad ng pagproseso ng mga surface na ito, ang temperatura ng mga ito at ilang iba pang salik.
Ang nakasulat na formula ay nagpapakita na ang static friction force ay hindi nakadepende sa contact area. Ang expression para sa Ft1 ay nagbibigay-daan sa iyong kalkulahin ang tinatawag na maximum force. Sa ilang praktikal na kaso, ang Ft1 ay hindi ang maximum. Ito ay palaging katumbas ng magnitude sa panlabas na puwersa na naglalayong ilabas ang katawan sa pahinga.
Rest friction ay may mahalagang papel sa buhay. Salamat sa ito, maaari tayong lumipat sa lupa, itulak mula dito gamit ang mga talampakan ng ating mga paa, nang hindi nadudulas. Anumang katawan na nasa mga eroplanong nakahilig sa abot-tanaw ay hindi nalalayo sa kanila dahil sa puwersa Ft1.
Pagkikiskisan habang dumudulas
Ang isa pang mahalagang uri ng friction para sa isang tao ay nagpapakita ng sarili kapag ang isang katawan ay dumudulas sa ibabaw ng iba. Ang friction na ito ay lumitaw para sa parehong pisikal na dahilan bilang ang static friction. Higit pa rito, ang kanyang lakas ay kinakalkula gamit ang isang katulad na formula.
Ft2=µkN
Ang tanging pagkakaiba sa nakaraang formula ay ang paggamit ng iba't ibang coefficient para sa sliding friction µk. Ang mga coefficient na µk ay palaging mas mababa kaysa sa mga katulad na parameter para sa static friction para sa parehong pares ng rubbing surface. Sa pagsasagawa, ang katotohanang ito ay nagpapakita ng sarili tulad ng sumusunod: ang unti-unting pagtaas ng panlabas na puwersa ay humahantong sa pagtaas ng halaga ng Ft1 hanggang sa maabot nito ang pinakamataas na halaga nito. Pagkatapos niyanbumababa nang husto ng ilang sampu-sampung porsyento sa halagang Ft2 at pinananatiling pare-pareho sa paggalaw ng katawan.
Ang
Coefficient µk ay depende sa parehong mga salik gaya ng parameter na µt para sa static friction. Ang puwersa ng sliding friction Ft2 ay halos hindi nakadepende sa bilis ng paggalaw ng mga katawan. Sa matataas na bilis lamang ito nagiging kapansin-pansing bumaba.
Ang kahalagahan ng sliding friction sa buhay ng tao ay makikita sa mga halimbawa tulad ng skiing o skating. Sa mga kasong ito, ang coefficient na µk ay nababawasan sa pamamagitan ng pagbabago sa mga rubbing surface. Sa kabaligtaran, ang pagwiwisik ng asin at buhangin sa mga kalsada ay naglalayong pataasin ang mga halaga ng mga coefficient na µk at µt.
Rolling friction
Ito ay isa sa mahahalagang uri ng friction para sa paggana ng makabagong teknolohiya. Ito ay naroroon sa panahon ng pag-ikot ng mga bearings at paggalaw ng mga gulong ng mga sasakyan. Hindi tulad ng sliding at rest friction, ang rolling friction ay dahil sa deformation ng gulong habang gumagalaw. Ang pagpapapangit na ito, na nangyayari sa nababanat na rehiyon, ay nagwawaldas ng enerhiya bilang resulta ng hysteresis, na nagpapakita ng sarili bilang friction force habang gumagalaw.
Ang pagkalkula ng maximum rolling friction force ay isinasagawa ayon sa formula:
Ft3=d/RN
Ibig sabihin, ang puwersa Ft3, gaya ng mga puwersang Ft1 at Ft2, ay direktang proporsyonal sa reaksyon ng suporta. Gayunpaman, depende rin ito sa tigas ng mga materyales sa contact at sa radius ng gulong R. Ang halagad ay tinatawag na rolling resistance coefficient. Hindi tulad ng mga coefficient na µk at µt, ang d ay may dimensyon ng haba.
Bilang panuntunan, ang walang sukat na ratio na d/R ay lumalabas na 1-2 order ng magnitude na mas mababa kaysa sa value na µk. Nangangahulugan ito na ang paggalaw ng mga katawan sa tulong ng pag-roll ay mas energetically kanais-nais kaysa sa tulong ng pag-slide. Iyon ang dahilan kung bakit ginagamit ang rolling friction sa lahat ng rubbing surface ng mga mekanismo at makina.
Anggulo ng friction
Lahat ng tatlong uri ng friction manifestations na inilarawan sa itaas ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang partikular na friction force Ft, na direktang proporsyonal sa N. Ang parehong pwersa ay nakadirekta sa tamang mga anggulo na may kaugnayan sa isa't isa. Ang anggulo na nabubuo ng kanilang kabuuan ng vector sa normal sa ibabaw ay tinatawag na anggulo ng friction. Upang maunawaan ang kahalagahan nito, gamitin natin ang kahulugang ito at isulat ito sa anyong matematikal, makukuha natin ang:
Ft=kN;
tg(θ)=Ft/N=k
Kaya, ang tangent ng friction angle θ ay katumbas ng coefficient ng friction k para sa isang partikular na uri ng puwersa. Nangangahulugan ito na mas malaki ang anggulo θ, mas malaki ang friction force mismo.
Pagkikiskisan sa mga likido at gas
Kapag ang isang solidong katawan ay gumagalaw sa isang gas o likidong medium, ito ay patuloy na bumabangga sa mga particle ng medium na ito. Ang mga banggaan na ito, na sinamahan ng pagkawala ng bilis ng matibay na katawan, ay ang sanhi ng friction sa mga likidong substance.
Ang ganitong uri ng friction ay lubos na nakadepende sa bilis. Kaya, sa medyo mababang bilis, ang puwersa ng alitanlumalabas na direktang proporsyonal sa bilis ng paggalaw v, habang sa mataas na bilis ay pinag-uusapan natin ang proporsyonalidad v2.
Maraming halimbawa ng alitan na ito, mula sa paggalaw ng mga bangka at barko hanggang sa paglipad ng sasakyang panghimpapawid.
