Ποιος είναι ο συντελεστής κινητικής τριβής;

Ο συντελεστής κινητικής τριβής είναι μια μεταβλητή χωρίς μονάδα που βασίζεται στις ιδιότητες του υλικού που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της δύναμης της τριβής ολίσθησης. Εφαρμόζεται στην κλασική μηχανική των άκαμπτων αντικειμένων. Ο πολλαπλασιασμός του συντελεστή κινητικής τριβής με την κανονική δύναμη σε ένα αντικείμενο θα δώσει τη δύναμη της κινητικής τριβής. Η κινητική τριβή, επομένως, εξαρτάται μόνο από τις ιδιότητες του υλικού και την κανονική δύναμη σε ένα αντικείμενο.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο συντελεστής κινητικής τριβής είναι μια έννοια της κλασικής μηχανικής και μέρος μιας θεωρίας που παράγεται από πειραματικές παρατηρήσεις. Η κλασική μηχανική αναπτύχθηκε σε μεγάλο βαθμό από τον Βρετανό φυσικό Isaac Newton και τους συγχρόνους του τον 17ο αιώνα. Το θέμα πραγματεύεται την αλληλεπίδραση μεγάλων αντικειμένων που κινούνται με σχετικά χαμηλές ταχύτητες. Ειδικότερα, η κλασική μηχανική των άκαμπτων στερεών ισχύει για αυτόν τον συντελεστή. Αυτή η υποκατηγορία της κλασικής μηχανικής μπορεί να περιγράψει την τριβή που προκύπτει από δύο στερεά που γλιστρούν μεταξύ τους και αγνοεί τις δυνάμεις που παράγονται από οποιαδήποτε ρευστά.

Σε αυτό το πεδίο, ο συντελεστής κινητικής τριβής μπορεί να παρέχει πολύ ακριβείς προβλέψεις. Εάν πρόκειται να ληφθούν υπόψη τα υγρά, πρέπει να εισαχθεί το πεδίο της μηχανικής των ρευστών. Εάν οι κλίμακες που εμπλέκονται είναι εξαιρετικά μικρές, η κβαντική μηχανική μπορεί να αντιμετωπίσει τις σχετικές επιπλοκές.

Η δύναμη που παράγεται από την κινητική τριβή είναι ίση με το γινόμενο δύο μεταβλητών. Ο πρώτος είναι ο συντελεστής κινητικής τριβής και ο δεύτερος η κανονική δύναμη. Μια κανονική δύναμη είναι η δύναμη που παρέχεται από την επιφάνεια ενός αντικειμένου για να εμποδίσει ένα άλλο αντικείμενο να κινηθεί μέσα από αυτό. Στην περίπτωση της βαρύτητας, είναι η κατακόρυφη δύναμη από το έδαφος που εμποδίζει τα αντικείμενα να πέσουν πιο κάτω. Η δύναμη είναι πάντα ίση με το βαρυτικό βάρος ενός αντικειμένου σε επαφή με το έδαφος. Επομένως, ένα αντικείμενο μπορεί να παραμείνει σε ηρεμία επειδή η βαρυτική δύναμη ακυρώνεται ακριβώς από την κανονική δύναμη.

Ο τύπος για την κινητική τριβή δεν περιλαμβάνει την ταχύτητα ή το μέγεθος ενός αντικειμένου. Αυτό σημαίνει ότι η δύναμη της τριβής σε ένα συρόμενο αντικείμενο είναι ανεξάρτητη από το πόσο γρήγορα κινείται. Η δύναμη τριβής σε ένα κουτί θα είναι η ίδια είτε ολισθαίνει με ένα μίλι είτε χιλιόμετρο την ώρα ή δύο. Ομοίως, η δύναμη δεν εξαρτάται από την περιοχή ενός αντικειμένου σε επαφή με το έδαφος. Το ίδιο θα είναι είτε ένα κουτί είναι επίπεδο και φαρδύ είτε ψηλό και λεπτό.

Ο ίδιος ο συντελεστής κινητικής τριβής είναι μια εμπειρική ιδιότητα των εμπλεκόμενων υλικών. Αυτό σημαίνει ότι είναι μόνο θέμα ποια υλικά αποτελούν τις δύο επιφάνειες επαφής. Επιπλέον, τέτοιοι συντελεστές προέρχονται από το πείραμα και όχι από τη θεωρία. Ο συντελεστής κινητικής τριβής τυπικά συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα mu με δείκτη k.
Δεδομένων πανομοιότυπων υλικών, η δύναμη από την κινητική τριβή εξαρτάται μόνο από την κανονική δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο. Στην περίπτωση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης, η δύναμη θα εξαρτηθεί μόνο από τη μάζα ενός αντικειμένου. Τα βαρύτερα αντικείμενα έχουν αναλογικά μεγαλύτερη τριβή ολίσθησης από τα ελαφρύτερα αντικείμενα.