friksjon

Statisk friksjon er betegnelsen på motstand mot glidning mellom to flater som berører hverandre, når de to flatene ikke flytter seg i forhold til hverandre. Statisk betyr at legemene er i ro i forhold til hverandre.

Eksempel: Når en kasse står i ro på et gulv og man skyver på den, men svakt nok til at den ikke beveger seg, vil det virke en statisk friksjonskraft. Det er den som hindrer kassen i å bevege seg.

Når man bruker en vannrett skyvekraft på en kasse som står på gulvet, uten at kassen flytter seg, er friksjonen alltid like stor som den kraften man skyver med. Hvis man ikke skyver, er friksjonen null. Øker man skyvekraften, øker også den statiske friksjonen, og til slutt når den en maksimal verdi like før kassen begynner å gli.

Den statiske friksjonens maksimale verdi kalles R_S. Den angis som en viss brøkdel μ_S av normalkraften N. Normalkraften virker vinkelrett fra underlaget på kassen.

R_S = μ_SN

Tallet μ_S kalles friksjonsfaktoren eller friksjonskoeffisienten for største hvilefriksjon, og denne er karakteristisk for de to flatene som berører hverandre.

Glidende friksjon er friksjonskraften mellom to flater som sklir i forhold til hverandre, for eksempel et akebrett mot snø.

Den glidende friksjonen R angis som en viss brøkdel μ av normalkraften N:

R = μN

Friksjonsfaktoren (eller friksjonskoeffisienten) μ for glidende friksjon er karakteristisk for de to flatene som glir mot hverandre, men den blir alltid mindre når farten øker. Den glidende friksjonen er mindre enn den statiske mellom de samme to flatene, ofte bare halvparten. Det at den glidende friksjonen er mindre enn den statiske friksjonen, utnyttes for eksempel når vi går på ski.

Når man skyver på en kasse som står på gulvet, vil statisk friksjon hindre at den flytter seg til å begynne med. Men med en gang kassen begynner å gli, får man glidende friksjon, og da synker friksjonen betydelig.

Rullemotstand er ikke friksjon i fysisk betydning, men mest kortvarige, elastiske deformasjoner av hjul og underlag i berøringsflatene.

En egen form for friksjon kan observeres hvis man legger en gummikloss (et viskelær) på et skråplan (en linjal). Klossen vil bevege seg uhyre langsomt nedover. Fenomenet beskrives som «stick-and-slip», og skyldes at en mengde små områder i klossens berøringsflate i tilfeldig rekkefølge ligger stille (statisk friksjon), glipper og ligger stille igjen og så videre. Det er også stick-and-slip når en fiolinbue stryker over en streng.

I væsker og gasser er det friksjon mellom stoff som glir mot hverandre. Dette kalles viskositet eller seighet.

Smøreolje reduserer den glidende friksjonen mellom to gjenstander. Det er fordi det er liten friksjon mellom molekyllagene i oljen.

Når en gjenstand beveger seg gjennom luft eller væske, virker det luftmotstand eller væskemotstand. Det skyldes delvis friksjon mellom luft eller væskelag som glir langs gjenstandens sider. Denne friksjonen kan gjøres mindre med jevne og glatte overflater.

Den vesentligste delen av luft- eller væskemotstanden er likevel ikke friksjon, men skyldes overtrykk på forsiden og undertrykk på baksiden av gjenstanden. Derfor øker denne motstanden sterkt med økende fart. Fagfeltene aerodynamikk og hydrodynamikk tar for seg disse effektene.

Når luft beveger seg over et underlag, vil de nederste luftpartiklene kollidere med «ujevnhetene» til underlaget. Disse ujevnhetene varierer veldig i dimensjon, fra kornaksene i en åker til Himalayas fjellkjeder.

I større eller mindre grad vil underlaget bremse luftas bevegelse nær jordoverflaten, men oppbremsingen vil også forplante seg videre oppover et stykke, avhengig av vindhastighet, luftas stabilitet og underlagets ruhet.