Ce este frecarea de alunecare?

Frecarea este forța care rezistă mișcării unei suprafețe peste alta. Când o suprafață se mișcă în raport cu cealaltă, frecarea este „cinetică” – frecare de alunecare. Dimpotrivă, dacă suprafețele nu se mișcă – sau sunt în repaus – una față de alta, frecarea este statică. Pentru frecare statică, dacă forța totală aplicată asupra unui obiect este „F” și forța rezistivă de la frecare este „f”, atunci există un coeficient, μs, astfel încât f = μs × F. Dacă F devine mai mare decât f, Frecarea statică face loc frecării de alunecare, iar expresia matematică devine f = μk × F, unde μk este coeficientul de frecare cinetică, sau de alunecare.

Rețineți că ecuațiile pentru frecare nu conțin termeni ușor identificabili cu cauzele frecării. Acest lucru se datorează variației mari a fenomenelor care se adaugă la frecare. Acestea includ interacțiunile de suprafață care rezultă din „aderență”, „arătură” și „deformare a asperității”. Aderența se referă la componenta frecării de alunecare care rezultă din atracția electrostatică a atomilor. Forțele de natură adezivă între două suprafețe pot fi slabe – ca în cazul suprafețelor acoperite cu Teflon® sau uleiate – sau destul de puternice, în esență infinite – în cazul adezivilor puternici.

Două suprafețe în mare parte intacte au imperfecțiuni – o rugozitate sau asprime a suprafeței – numite asperități. Acestea se pot interconecta cel puțin pentru scurt timp. Există două mecanisme care permit încă unor astfel de suprafețe să se miște una în raport cu cealaltă, experimentând frecare de alunecare, fără a se opri. Una dintre acestea este deformarea plastică, prin care obstrucția este temporar împinsă la o parte. Celălalt este aratul, care este locul în care o caracteristică a suprafeței arătură imperfecțiunea celeilalte suprafețe, la fel cum plugul unui fermier sapă murdăria de sub lamă, permițând mișcarea.

Odată ce două suprafețe în repaus depășesc forța de frecare statică, ele se angajează în frecare de alunecare. Acesta rămâne cazul atâta timp cât suprafețele sunt în contact și forța rămâne suficient de mare pentru a continua acțiunea. Pentru majoritatea aplicațiilor din lumea reală, forța de frecare statică chiar înainte de începerea mișcării este mai mare decât cea experimentată în timpul frecării de alunecare. S-a descoperit, totuși, că, dacă imperfecțiunile suprafeței sunt minimizate cu atenție, nivelul de forță care trebuie atins pentru a iniția frecarea de alunecare este aproximativ același cu cel necesar pentru menținerea acesteia.

Există și alte forțe la lucru care ar putea fi văzute ca asemănătoare frecării de alunecare în unele sensuri. De exemplu, un câmp magnetic este capabil să producă ceea ce poate fi considerat un fel de „frecare” într-un dinam. Rezultă o mică componentă de frânare magnetică. Aceasta este de obicei clasificată ca „amortizare magnetică”, mai degrabă decât ca frecare de alunecare.