Τι είναι η τριβή ολίσθησης;

Η τριβή είναι η δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση μιας επιφάνειας πάνω από μια άλλη. Όταν μια επιφάνεια κινείται σε σχέση με την άλλη, η τριβή είναι «κινητική» – τριβή ολίσθησης. Αντίθετα, εάν οι επιφάνειες δεν κινούνται — ή βρίσκονται σε ηρεμία — μεταξύ τους, η τριβή είναι στατική. Για τη στατική τριβή, εάν η συνολική ασκούμενη δύναμη σε ένα αντικείμενο είναι “F” και η δύναμη αντίστασης από την τριβή είναι “f”, τότε υπάρχει κάποιος συντελεστής, μs, τέτοιος ώστε f = μs × F. Εάν η F γίνει μεγαλύτερη από f, η στατική τριβή δίνει τη θέση της στην τριβή ολίσθησης και η μαθηματική έκφραση γίνεται f = μk × F, όπου μk είναι ο συντελεστής κινητικής ή ολισθαίνουσας τριβής.

Σημειώστε ότι οι εξισώσεις για την τριβή δεν περιέχουν όρους που να αναγνωρίζονται εύκολα με τα αίτια της τριβής. Αυτό οφείλεται στη μεγάλη διακύμανση των φαινομένων που αυξάνουν την τριβή. Αυτές περιλαμβάνουν επιφανειακές αλληλεπιδράσεις που προκύπτουν από «προσκόλληση», «όργωμα» και «παραμόρφωση αδράνειας». Η πρόσφυση αναφέρεται στο συστατικό της τριβής ολίσθησης που προκύπτει από την ηλεκτροστατική έλξη ατόμων. Οι δυνάμεις συγκολλητικής φύσης μεταξύ δύο επιφανειών μπορεί να είναι αδύναμες — όπως στην περίπτωση επιφανειών με επίστρωση Teflon® ή με λάδι — ή αρκετά ισχυρές, ουσιαστικά άπειρες — στην περίπτωση ισχυρών συγκολλητικών.

Δύο ως επί το πλείστον άθικτες επιφάνειες έχουν ατέλειες – μια τραχύτητα ή τραχύτητα της επιφάνειας – που ονομάζονται αδιαφανείς. Αυτά μπορούν να αλληλεπιδράσουν τουλάχιστον για λίγο. Υπάρχουν δύο μηχανισμοί που εξακολουθούν να επιτρέπουν σε τέτοιες επιφάνειες να κινούνται μεταξύ τους, αντιμετωπίζοντας τριβή ολίσθησης, χωρίς να σταματήσουν. Ένα από αυτά είναι η πλαστική παραμόρφωση, όπου το εμπόδιο ωθείται προσωρινά στην άκρη. Το άλλο είναι το όργωμα, όπου ένα χαρακτηριστικό της επιφάνειας οργώνει την ατέλεια της άλλης επιφάνειας, όπως το άροτρο ενός αγρότη σκάβει τη βρωμιά κάτω από τη λεπίδα του, επιτρέποντας την κίνηση.

Μόλις δύο επιφάνειες σε ηρεμία ξεπεράσουν τη δύναμη της στατικής τριβής, εμπλέκονται σε τριβή ολίσθησης. Αυτό παραμένει έτσι όσο οι επιφάνειες είναι σε επαφή και η δύναμη παραμένει αρκετά μεγάλη για να συνεχιστεί η δράση. Για τις περισσότερες εφαρμογές του πραγματικού κόσμου, η δύναμη της στατικής τριβής λίγο πριν από την έναρξη της κίνησης είναι μεγαλύτερη από αυτή που παρατηρείται κατά την τριβή ολίσθησης. Έχει βρεθεί, ωστόσο, ότι εάν ελαχιστοποιηθούν προσεκτικά οι επιφανειακές ατέλειες, το επίπεδο δύναμης που πρέπει να επιτευχθεί για την έναρξη της τριβής ολίσθησης είναι περίπου το ίδιο με αυτό που απαιτείται για τη διατήρησή της.

Υπάρχουν και άλλες δυνάμεις που λειτουργούν που θα μπορούσαν να θεωρηθούν ότι μοιάζουν με τριβή ολίσθησης από ορισμένες απόψεις. Για παράδειγμα, ένα μαγνητικό πεδίο είναι ικανό να παράγει αυτό που μπορεί να θεωρηθεί ένα είδος «τριβής» σε ένα δυναμό. Προκύπτει ένα μικρό μαγνητικό εξάρτημα πέδησης. Αυτό συνήθως κατηγοριοποιείται ως «μαγνητική απόσβεση» παρά ως τριβή ολίσθησης.