اصطكاك در زندگی ما نقش دو گانه دارد :

1-حركت اجسام را كند می كند باعث مالش و فرسودگی می شود و انرژی را به صورت گرما تلف می كند .

2-اگر اصطكاك نبود اصلا نمی توانستیم راه برویم یا اتومبیل را به حركت در بیاوریم یا  

خودمان را از طناب بالا بكشیم .

(1) نیروی اصطكاك متناسب با نیروی است كه دو جسم را به هم می فشارد .

(2) نیروی اصطكاك بستگی محسوسی به مساحت سطح تماس دو جسم ندارد .

(3) نیروی اصطكاك در سرعت های نسبتا كم مستقل از سرعت است .

جالب است بدانیم كه ویژگی های اول و دوم را برای اولین بار  لئوناردو داوینچی در اوایل قرن شانزدهم كشف كرده بود اما اما حدود دو قرن بعد دانشمند دیگری به نام  آمونتوس اهل فرانسه مستقیما آن را همراه سومی  كشف و منتشر كرد. ویژگی اول معقول به نظر میرسد ولی دومی شاید قدری عجیب بنماید . برای درك ویژگی دوم باید توجه داشت كه سطح ظاهری تماس با سطح واقعی تماس فرق دارد . حتی بهترین سطوح صیقلی هم در مقیاس میكروسكوپی واقعا صاف نیست . دو جسم در واقع فقط در نوك تپه ها با هم در تماس اند كه مساحت مجموع این قله ها مسلما بسیار كمتر از مساحت سطح ظاهری است .

حالا اگر جسمی به شكل مكعب مستطیل را یكبار از طرف سطح بزرگ وبار دیگر از طرف سطح كوچكش روی روی جسم دیگری قرار دهیم . درست است كه در حالت دوم تعداد قله هایی كه در تماس با پستی – بلندیهای جسم دیگر قرار میگیرد كمتر است .اما در عوض هر یك از این قله ها در اثر فشار بیشتری كه در یافت می كند تخت تر شده است . یعنی در هر دو حالت بار روی مساحت واقعی یكسانی تقسیم می شود به این ترتیب اصطكاك با آنكه به مساحت سطح واقعی تماس بستگی دارد ولی مستقل از مساحت سطح ظاهری است

در مقیاس ماكروسكوپیكی  طبیعی است فرض كنیم كه هر چه سطوح زبرتر باشند اصطكاك میان آنها بیشتر است . سطوحی كه زبری آنها قابل رویت است . البته هر چه این سطوح را بیشتر سمباده بزنیم  اصطحكاك میان آنها كمتر می شود ولی اگر آنها را بیش از حد معینی صیقل بدهیم اتفاق عجیبی می افتد : اصطكاك دوباره به تدریج زیاد میشود  .

1-برآمدگیهای میكروسكوپیكی دو سطح صیقلی فلزی به هم جوش سرد می خورند و در نتیجه نوعی چسبندگی سطحی بین دو جسم ایجاد می شود كه برای شكستن این اتصالات كه دائما تشكیل می شوند و لغزاندن دو جسم روی یكدیگر باید انرژی صرف شود .

2-در اثر مالش دو سطح بسیار صیقلی شده به یكدیگر بار الكتریكی از یكی به یكی دیگر انتقال می یابد و درنتیجه بین اتمهای رویه این اجسام جاذبه الكتروستاتیكی به وجود می آید .

اصطكاك ایستایی و اصطكاك  جنبشی

اگر جسم حركت نكند معنی اش این است كه نیرویی در خلاف جهت f ودرست مساوی با آن به جسم اثر می كند این نیرو نیروی اصطكاك ایستایی  است كه با Fs مشخص می كنیم . وقتی F=0 باشد Fs هم مساوی صفر است . حالا اگر F را افزایش بدهیم  Fs هم پا به پای آن بزرگتر می شود البته فقط تا وقتی كه به یك مقدار ماكزیموم برسد . اگر نیروی كه اعمال می كنیم از ماكزیموم Fs بیشتر شود جسم شروع به لغزش می كند و اصطكاك جنبشی كه آن را با Fk شنان می دهیم وارد كار می شود .

در سرعتهای كم نیروی اصطكاك بلا فاصله بعد ا ز شروع  لغزش افت می كند . در سرعت های بالا Fk با افزایش سرعت یا ثابت میماند یا به تدریج كم می شود . در سرعت های نسبتا كم اصطكاك به صورت تركیبی از اصطكاك های  ایستایی و جنبشی ظاهر می شود   در این موارد یكی از اجسام دارای حركت گیردار و مقطع می شود و معمولا صدای ناهنجاری تولید می كند .

نیرویی كه دو جسم را در سطح تماس  به هم می فشارد  در واقع همان نیروی عمودی N است كه هر یك از اجسام در جهت عمود بر سطح تماس مشتركشان به یكدیگر وارد می كنند .

ضریب این تناسب یك عدد بی بعد (نسبت دو نیرو ) است كه به آن ضریب اصطكاك جنبشی می گویند از آنجایی كه F و N هم جهت نیستند در نتیجه این رابطه برداری نیست .

برای دو جسم معین ضریب اصطكاك ممكن است به عوامل متعددی مثل زبری و تمیزی و دما وآلودگی و رطوبت وغیره ....  بستگی داشته باشد . ولی این مدل در مورد سطح خشك و در سرعتهای نسبتا كم تقریب خوب و مناسبی است .

اصطكاك غلتشی

به چرخ یا توپ كه روی زمین می غلتد اصطكاك غلتشی اثر می كند . این نوع اصطكاك معمولا از اصطكاك جنبشی یا لغزشی بسیار كوچكتر است .

جهت اصطكاك غلتشی بستگی به این دارد كه غلتش آزاد یا واداشته باشد .

در غلتش واداشته : چرخ در محل تماس با زمین نیرویی به طرف عقب به جاده وارد می كند همین نیروست كه در جاده های خاكی سنگریزه ها را بن عقب پرتاب می كند جاده هم عكس العمل این نیرو را توسط اصطكاك به طرف جلو به چرخ وارد می كند و در واقع همین نیروست كه به اتومبیل یا دوچرخه شتاب می دهد و آن را به جلو می راند . پس در غلتش واداشته نیروی اصطكاك در جهت حركت چرخ رو به جلو است .

بیشترین نیروی كه جاده می تواند به چرخ وارد كند نمی تواند از حداكثر نیروی اصطكاك ایستایی میان چرخ و جاده بیشتر باشد .اگر نیروی چرخاننده بیش از این باشد غلتش با لغزش همراه می شود .

در غلتش آزاد : نیروی اصطكاك غلتشی به طرف عقب اثر می كند و حركت چرخ را كند می كند . علت اصطكاك غلتشی آن است كه محل تماس جسم غلتان وسطح در اثر فرورفتگی یكی از این دو یا هر دو عملا گسترده می شود و جسم غلتان موقع بیرون آمدن از این چاله ضربه ای به عقب دریافت می كند .

در این آزمایش مقدار اصطكاك ایستایی و اصطكاك جنبشی را بدست می آوریم .

                       Http://WwW.esCap.MihanBlog.Com