Friksjon er kraften som motsetter bevegelsen til en gjenstand. For å stoppe et objekt i bevegelse, må kraften virke i motsatt retning av bevegelsesretningen. Hvis du for eksempel skyver en ball som ligger på gulvet, vil den bevege seg. Kraften fra skyvet flytter den til et annet sted. Gradvis bremser ballen ned og slutter å bevege seg. Kraften som motsetter bevegelsen til en gjenstand kalles friksjon. I naturen og i teknologien er det et stort antall eksempler på bruken av denne kraften.
Typer av friksjon
Det finnes forskjellige typer friksjon:
Et skøyteblad som beveger seg over isen er et eksempel på å skli. Når skøyteløperen beveger seg rundt banen, berører bunnen av skøytene gulvet. Kilden til friksjon er kontakten mellom bladets overflate og isen. Vekten til et objekt og typen overflate den beveger seg på avgjørmengden slip (friksjon) mellom to gjenstander. En tung gjenstand utøver mer press på overflaten den glir over, så det blir mer glidefriksjon. Siden friksjon skyldes tiltrekningskrefter mellom overflatene til objekter, avhenger mengden av friksjon av materialene til de to samvirkende objektene. Prøv å gå på skøyter på en jevn innsjø, så vil du finne det mye enklere enn å gå på skøyter på en grov grusvei
- Hvilefriksjon (kohesjon) - kraften som oppstår mellom 2 kontaktende kropper og forhindrer at det oppstår bevegelse. For eksempel, for å flytte et skap, hamre en spiker eller knytte skolisser, må du overvinne vedheftskraften. Det er mange lignende eksempler på friksjon i natur og teknologi.
- Når du sykler, er kontakten mellom hjulet og veien et eksempel på rullefriksjon. Når en gjenstand ruller på en overflate, er kraften som kreves for å overvinne rullefriksjonen mye mindre enn den som kreves for å overvinne glidning.
Kinetisk friksjon
Når du dyttet boken på bordet og den beveget seg et visst avstand, opplevde den friksjonen av bevegelige objekter. Denne kraften er kjent som den kinetiske friksjonskraften. Den virker på en overflate av en annen når to overflater gni mot hverandre fordi en eller begge overflater beveger seg. Hvis du legger flere bøker oppå den første boken for å øke normalkraften, vil den kinetiske friksjonskraften væreøkning.
Det er følgende formel: Ffriction=ΜFn. Kraften til kinetisk friksjon er lik produktet av koeffisienten for kinetisk friksjon og normalkraften. Det er et lineært forhold mellom disse to kreftene. Kinetisk friksjonskoeffisienten relaterer friksjonskraften til normalkraften. Siden det er en kraft, er enheten for å måle den Newton.
Statisk friksjon
Tenk deg at du prøver å skyve en sofa over gulvet. Du trykker på den med litt kraft, men den beveger seg ikke. Den statiske friksjonskraften virker som respons på kraft, i et forsøk på å forårsake bevegelse av en stasjonær gjenstand. Hvis det ikke er en slik kraft på objektet, er den statiske friksjonskraften null. Hvis det er en kraft som prøver å forårsake bevegelse, vil den andre øke til sin maksimale verdi før den overvinnes, og bevegelsen vil begynne.
Formel for denne visningen: Ffriction=ΜsFn. Den statiske friksjonskraften er mindre enn eller lik produktet av den statiske friksjonskoeffisienten Μ (s) og normalkraften F (n). I sofaeksemplet balanserer den maksimale statiske friksjonskraften kraften til personen som skyver den til sofaen begynner å bevege seg.
Måling av friksjonskoeffisienter
Hva bestemmer friksjonskraften? I natur og teknologi spiller materialene som overflatene er laget av en viss rolle. Tenk deg for eksempel å prøve å spille basketball mens du har på deg sokker i stedet for atletiske sko. Det kanforverre sjansene dine for å vinne betydelig. Skoen bidrar til å gi kraften som trengs for å bremse og endre retning raskt mens du løper på overflaten. Det er mer friksjon mellom skoene dine og en basketballbane enn mellom sokkene og et polert tregulv.
Ulike koeffisienter viser hvor lett ett objekt kan gli over et annet. Deres nøyaktige mål er ganske følsomme for overflateforhold og bestemmes eksperimentelt. Våte overflater oppfører seg veldig annerledes enn tørre overflater.
Fysikk: friksjonskraften i naturen og teknologien
Du opplever friksjon hele tiden, og du skal være glad for at det er mulig. Det er denne kraften som bidrar til å holde stasjonære gjenstander på plass, og en person faller ikke når han går. Hva er friksjon? I natur og teknologi kan man finne eksempler på hvert trinn. Du er kanskje ikke klar over det, men du er allerede veldig kjent med denne kraften. Det skjer i motsatt bevegelsesretning, og på grunn av dette er det en kraft som påvirker bevegelsen til objekter.
Når du flytter boksen over gulvet, virker friksjonen mot boksen i motsatt retning av boksen. Når du går nedover et fjell, virker friksjon mot din nedadgående bevegelse. Når du bruker bremsene i en bil og fortsetter å bevege deg en stund, virker friksjonen mot glideretningen din, noe som hjelper til med å stoppe slippet helt.
Når to gjenstander "gni" inn i hverandre, settes kreftertiltrekning mellom molekylene til objekter, forårsaker friksjon. I naturen og teknologien kan det forekomme mellom nesten alle faser av stoffet - faste stoffer, væsker og gasser. Friksjon oppstår mellom to gjenstander, som en boks og et gulv, men kan også oppstå mellom fisk og vannet de svømmer i, og gjenstander som faller i luften. Friksjon på grunn av luft har et spesielt navn: luftmotstand.
Friksjonens rolle i naturen, teknologien, livet
Friksjon er en integrert del av den menneskelige opplevelsen. Vi trenger trekkraft for å gå, stå, jobbe og sykle. Samtidig trenger vi energi for å overvinne motstand mot bevegelse, så for mye friksjon krever overflødig energi for å utføre arbeid, noe som resulterer i ineffektivitet. I det 21. århundre står menneskeheten overfor de to utfordringene energimangel og global oppvarming fra forbrenning av fossilt brensel. Dermed har evnen til å kontrollere friksjon blitt en topp prioritet i dagens verden, men mange mangler fortsatt forståelse for friksjonens grunnleggende natur.
Friksjon i natur og teknologi (fysikk) har alltid vært gjenstand for nysgjerrighet. Intensive studier av opprinnelsen til denne styrken begynte på 1500-tallet, etter Leonardo da Vincis pionerarbeid. Fremgangen i å forstå dens natur har imidlertid vært sakte, hemmet av mangelen på et instrument for nøyaktig måling. De geniale eksperimentene utført av forskeren Coulomb og andre har gitt viktig informasjon for å legge grunnlaget for forståelse. Begynner på slutten av 1800-tallet og tidligDampmaskiner, lokomotiver og deretter fly dukket opp på 1900-tallet. Romutforskning krever også en klar forståelse av friksjon og evnen til å kontrollere den.
Betydelige fremskritt i hvordan man kan anvende og kontrollere friksjon i naturteknologi, i hverdagen, har blitt gjort gjennom prøving og feiling. På begynnelsen av det 21. århundre dukket det opp en ny dimensjon av friksjon i nanoskala på grunn av bruken av nanoteknologi. Menneskelig forståelse av atomær og molekylær friksjon utvides raskt. I dag krever energieffektivitet og fornybar energiproduksjon umiddelbar oppmerksomhet ettersom vitenskapen streber etter å redusere karbonutslipp. Evnen til å kontrollere friksjon blir et viktig skritt i søket etter bærekraftige teknologier. Det er indikatoren på energieffektivitet. Dersom det er mulig å redusere unødvendige energitap og øke dagens energieffektivitet, vil dette gi tid til å utvikle alternative energikilder.
Eksempler på friksjon i livet
Friksjon er en kraft som er motstandsdyktig. Det hindrer bevegelsen til et annet objekt ved å bruke litt kraft. Men hvor kommer denne kraften fra? For det første er det verdt å begynne å vurdere det fra det molekylære nivået. Friksjonen vi ser i hverdagen kan være forårsaket av overflateruhet. Dette er hva forskerne i lang tid trodde var hovedårsaken til dets utseende.
De enkleste eksemplene på friksjon i natur og teknologi er følgende:
- Når du går, tvinger friksjonen detpåvirker sålen, gir oss muligheten til å komme videre.
- En stige som lener seg mot en vegg faller ikke på gulvet.
- Folk som knytter skolissene sine.
- Uten friksjonskraften ville ikke biler kunne kjøre ikke bare oppoverbakke, men også på flat vei.
- I naturen hjelper det dyr med å klatre i trær.
Det er mange slike punkter, det er også tilfeller der denne kraften tvert imot kan forstyrre. For å redusere friksjonen får fisk for eksempel et spesielt smøremiddel, takket være dette, i tillegg til den strømlinjeformede kroppsformen, kan de bevege seg jevnt i vannet.
