Vad är friktionskoefficienten?

Friktion är värmeproducerande resistiv kraft som genereras genom rörelse av två kontaktande ytor mot varandra.Det är indirekt produkten från en av de fyra kända grundläggande krafterna.Friktionen av ett system är omöjligt att förutbestämma strikt från teoretiska första principer.Matematiskt inkluderar uttrycket för friktion en enda konstant som innehåller alla orsakande faktorer och mdash;En friktionskoefficient (COF), symboliserad av den grekiska bokstaven, mu;.Ekvationen är helt enkelt skriven f _x ' mu; _x f, där f _x definierar formen och måtten på friktion, medan f är den vinkelräta eller normala kraften som utövas av båda ytorna, en på den andra.

Alla friktionskoefficienter är dimensionella, skalära mängder;Enskilda bidragande faktorer motstår fullständig förklaring eller kvantifiering.Den grundläggande kraften som är ansvarig för de flesta friktioner är också den som möjliggör bildning av kemiska bindningar och mdash;den elektrostatiska kraften.Vid initial övervägande kan det tyckas att tyngdkraften är källan till friktion, eftersom den nedåtgående kraften på grund av tyngdkraften är källan till variabeln F. faktiskt är koefficienten ett mått på klibbigheten mellan de två ytorna, och det ärbestämd på mikroskopisk nivå av de elektriska laddningarna som tenderar att förhindra rörelse genom att ”binda” dem tillsammans.Sådan bindning är ett kännetecken för lim som används för att cementera två ytor tillsammans.

att detta är fallet är väl illustrerat av den moderna polymeren, polytetrafluoroetylen (PTFE).Bäst känd under sin DuPont Trade;Varumärke, Teflon , PTFE visar bara de mycket svagt attraktiva London -spridningselektrostatiska krafterna.Detta ger PTFE en friktionskoefficient bland de tre bästa kända mdash;Cirka 0,05-0,10.Om friktionskoefficienten var tyngdprodukten, skulle ytans kemi inte betyda, och sådana ämnen som inte skulle vara så ekonomiskt viktiga som de är.

Det finns sätt att sänka friktion utan, i någon mening, ändra denmaterial från vilka ytorna är gjorda.Friktionskoefficient för ett system kan effektivt minskas genom att tillhandahålla ett tunt skikt av smörjmedel.Alternativt är det ofta möjligt att sänka friktionen genom att sätta in en filt av gas mellan ytorna, vilket minskar den uppenbara vikten på ytan på toppen och eliminerar tillverkningsbrister, såsom ytråhet.Förändringen i effektiv vikt sänker den normala kraften, medan bristen på brister förändrar friktionskoefficienten;Båda sänker matematiskt den resulterande friktionskraften.Ingenjörer har använt gasskiktsfenomenet för att utveckla hovercraft för resor över både land- och vattenytor.