Staattinen vs liukuva kitka
Kun kahden kosketuksessa olevan pinnan välillä on suhteellinen liike tai yritys, syntyy voimia, jotka vastustavat liikettä. Yleensä nämä voimat tunnetaan kitkana. Kitkaa esiintyy kiinteiden pintojen, nestepintojen ja nestemäisten / kiinteiden pintojen välillä. Nesteen sisällä oleva kitka tunnetaan viskositeetina. Tämän artikkelin keskustelu keskittyy pääasiassa kiinteisiin pintoihin vaikuttaviin kitkavoimiin.
Makroskooppisessa mittakaavassa kitkavoimien alkuperä johtuu kappaleiden epäsäännöllisistä pinnoista. Kun pienet pinnan epäsäännöllisyydet, kuten rakot ja pinnan ulkonemat, altistetaan suhteelliselle liikkeelle, ne estävät toistensa liikettä reaktiovoimien luomiseksi. On lakeja, jotka selittävät kitkavoimien käyttäytymistä.
1. Kun kaksi pintaa ovat kosketuksessa ja suhteellisessa liikkeessä tai yrittävät tehdä niin, kosketuspisteessä kehoon kohdistuva kitkavoima on vastakkainen kehon liikkeen suuntaan.
2. Jos runkoihin kohdistuvat kitkavoimat ovat vain riittäviä pitämään kappaleet tasapainossa, kitkavoimia kutsutaan rajoittaviksi kitkoiksi, ja kitkan suuruus voidaan löytää tasapainon perusteella.
3. Rajoittavan kitkan suhde Normal-reaktioon kahden pinnan välillä riippuu aineista, joista pinnat koostuvat, ja pintojen luonteesta, ei Normal-reaktion suuruudesta. Suhde tunnetaan kitkakertoimena.
4. Rajoittavan kitkan suuruus on riippumaton kahden pinnan kosketuspinnasta.
5. Liikkeessä kitkavoima on vastakkainen liikkeen suuntaan ja riippumaton nopeudesta. Kitkavoiman ja pintojen välisen normaalin reaktion suhde pysyy vakiona ja hieman pienempi kuin rajoittavan kitkatapauksen.
Mikroskooppisesti kitkavoimien alkuperä johtuu molekyylien sähkömagneettisten kenttien välisistä vastavoimista.
Mikä on staattinen kitka?
Kun keho on staattisessa (paikallaan) tilassa, kehoon vaikuttavat kitkavoimat tunnetaan staattisina kitkavoimina. Tässä tapauksessa kehoon vaikuttavien ulkoisten voimien vektorisumma on yhtä suuri kuin kitkavoimien suuruus, mutta suuntaan päinvastainen; siten keho pysyy tasapainossa. Kitkavoimat kasvavat suhteessa kehoon vaikuttavaan ulkoiseen voimaan, kunnes se saavuttaa rajan ja alkaa liikkua. Suurin staattinen kitka on rajoittava kitka.
Kitka on riippumaton kahden pinnan kosketuspinnasta ja riippuu materiaalista ja kehon luonteesta. Kun tuloksena oleva ulkoinen voima ylittää rajoittavan kitkan, keho alkaa liikkua.
Mikä on liukuva (dynaaminen) kitka?
Kun keho on liikkeessä, kehoon vaikuttavat kitkavoimat tunnetaan dynaamisina kitkavoimina. Dynaaminen kitkavoima on riippumaton nopeudesta ja kiihtyvyydestä. Kitkavoiman ja pintojen välisen normaalin voiman välinen suhde on myös vakio, mutta hieman pienempi kuin rajoittavan kitkan suhde.
Mikä on ero staattisen kitkan ja liukuvan (dynaamisen) kitkan välillä?
• Staattisen kitkan kerroin on hiukan suurempi kuin dynaamisen kitkan kerroin
• Staattinen kitka vaihtelee suhteessa ulkoisiin voimiin, kun taas liukuvat (dynaamiset) kitkavoimat pysyvät vakioina nopeudesta ja kiihtyvyydestä (ja tuloksena olevasta ulkoisesta voimasta) riippumatta.
