Attrito statico: coefficiente di attrito statico

L'attrito è una forza che è sempre presente ovunque intorno a noi. Esso entra in gioco quando due superfici sono in contatto tra loro. È il fattore principale che provoca usura delle macchine con parti mobili in contatto con l'altro. L'attrito è creato dalla interazione di due superfici a contatto tra loro e la sua grandezza dipende dalla natura di tali superfici e le forze applicate tra loro. In questo articolo, ho introdotto il concetto di coefficiente di attrito statico, che è una misura numerica del grado di attrito che offre una superficie.

Qual è la frizione?

Prima di poter parlare di coefficiente di attrito statico, cerchiamo di definire con chiarezza cosa si intende per attrito. Attrito è definita come una forza che si oppone o resiste al moto relativo laterale tra due superfici solide, elementi materiali o strati anche fluido. I due materiali in contatto con l'altro può essere un liquido e un solido, un gas e un solido o un gas e un liquido in contatto con l'altro. La forza di attrito non è una forza fondamentale. Si pone a livello macroscopico, dalla forza elettromagnetica tra gli atomi costituenti e le molecole delle superfici a contatto.

La nostra comprensione di attrito oggi è il risultato di una ricerca sperimentale condotta da molti scienziati e ingegneri nel corso degli anni, tra cui grandi menti come Leonardo da Vinci, Leonard Euler, Guillaume Amontons e Charles-Augustin de Coulomb. La teoria empirica di attrito che è emerso nel campo della fisica, dalla loro analisi del soggetto, viene usata ancora oggi. Il concetto di coefficiente di attrito statico è un sottoprodotto di questa teoria empirica.

Quali sono i tipi di attrito?

Secondo i tipi di materiali che vengono a contatto, ci sono vari tipi di attrito. Questo include frizione a secco (attrito tra le superfici solide), l'attrito fluido (attrito tra gli strati di fluido), attrito superficiale (attrito vissuta da un solido viaggio attraverso un fluido) e gli attriti interni (l'attrito sperimentato da strati di un solido deformazione internamente). La teoria di attrito e il concetto di coefficiente di attrito statico che parlo in questo articolo, sono interamente limitato a frizione a secco tra i solidi. È il più semplice di tutti i tipi di attrito da analizzare.

Frizione a secco viene ulteriormente classificata in due tipi: 'attrito statico' & 'Frizione cinetica'. L'attrito statico è la forza di attrito tra le superfici non in movimento o statici. Contrariamente a ciò, l'attrito cinetico è la forza di attrito sperimentato da due superfici in movimento.

Alcune delle proprietà di attrito che sono stati ottenuti empiricamente attraverso esperimenti sono i seguenti. L'attrito tra due superfici è direttamente proporzionale al carico applicato ed è indipendente dall'area di contatto tra le due superfici. La seconda legge empirica relativa area di contatto non ha eccezioni molto numerosi, ma è soddisfatta nella maggior parte dei casi. Coulomb scoperto che la forza di attrito dinamico tra due superfici in movimento è indipendente dalla velocità di scorrimento.

Qual è coefficiente di attrito statico?

L'attrito statico è la forza avversaria o resistere tra due superfici solide, che impedisce qualsiasi movimento relativo tra loro. Le forze normali e le forze di attrito sono esattamente equilibrata movimento stallo tra le due superfici. Ad esempio, una roccia può stazionare su un pendio, dovuta all'attrito statico tra la superficie pendenza e la superficie roccia.

Per comprendere la teoria della frizione a secco, bisogna capire il concetto di forza normale tra due superfici. E 'la forza di compressione tra due solidi in contatto tra loro, che è perpendicolare ad entrambe le superfici. Per un blocco di legno collocato su una superficie piana, la gravità è la forza normale.

La teoria coulomb descrive frizione a secco di tipo statico, è regolato dalla seguente equazione:

Ff = ms Fn

in cui Ff è la massima forza di attrito, Fn è la forza normale tra le superfici in contatto e ms è il coefficiente di attrito statico.

Così, coefficiente di attrito statico può essere definito come 'Il rapporto tra la forza massima di attrito feltro da due superfici solide a contatto e la forza normale esercitata tra due superfici. La direzione della forza di attrito è opposta alla direzione di movimento potenziale tra queste superfici statiche. Essendo un rapporto, il coefficiente di attrito statico è uno scalare adimensionale senza unità di misura. Si tratta di un puro numero.

Come trovare il coefficiente di attrito statico?

Maggiore è il valore del coefficiente di attrito statico, maggiore è la forza di attrito esercitata tra due superfici. Il valore di questo coefficiente di attrito statico non può essere determinata teoricamente. Si può solo essere determinato empiricamente attraverso esperimenti. Per la maggior parte dei materiali, il coefficiente di attrito statico varia tra 0,3 e 0,6. Nessun oggetto materiale ha un valore di zero per il coefficiente di attrito statico.

Materiali come il teflon hanno coefficiente di attrito statico vicino a 0,04. Alcuni oggetti come gomma di silicone può avere un coefficiente di attrito statico per essere maggiore di 1. Il coefficiente varia a seconda della natura delle superfici che sono in contatto fra loro. Il coefficiente di attrito statico tra due superfici dipende dalle loro proprietà fisiche e geometriche.

Spero che questo articolo ha chiarito il concetto di coefficiente di attrito statico a voi. È un parametro importante che deve essere presa in considerazione in macchina progettazione o nella progettazione di un sistema in cui le superfici possono venire in contatto con l'altro. Analisi delle forze macroscopiche di attrito, che portano a perdite di calore nei sistemi dissipativi è essenziale, se si prevede di spostare verso un futuro più agevole ed efficiente!