חיכוך סטטי לעומת הזזה
כאשר יש תנועה יחסית או ניסיון בין שני משטחים במגע, נוצרים כוחות המתנגדים לתנועה. בדרך כלל כוחות אלה ידועים בשם חיכוך. חיכוך מתרחש בין משטחים מוצקים, משטחים נוזליים ובין משטחים נוזליים / מוצקים. החיכוך בתוך נוזל ידוע בשם צמיגות. הדיון במאמר זה מתמקד בעיקר בכוחות החיכוך הפועלים על משטחים מוצקים.
בקנה מידה מקרוסקופי, מקור כוחות החיכוך מיוחס למשטחים הלא סדירים של הגופים. כאשר אי סדרים קטנים של פני השטח כגון חריצים ובליטות על פני השטח נתונים לתנועה יחסית, הם חוסמים זה את תנועתו של זה כדי ליצור כוחות תגובה.ישנם חוקים שמסבירים את ההתנהגות של כוחות חיכוך.
1. כאשר שני משטחים נמצאים במגע ובתנועה יחסית או בניסיון לעשות זאת, בנקודת המגע, כוח החיכוך על הגוף מנוגד בכיוון לתנועת הגוף.
2. אם כוחות החיכוך על הגופים מספיקים רק כדי לשמור את הגופים בשיווי משקל, כוחות החיכוך נקראים חיכוך מגביל, וניתן למצוא את גודל החיכוך בהתחשב בשיווי המשקל.
3. היחס בין החיכוך המגביל לתגובה הנורמלית בין שני משטחים תלוי בחומרים מהם מורכבים המשטחים ובאופי המשטחים, ולא בגודל התגובה הנורמלית. היחס ידוע בתור מקדם החיכוך.
4. גודל החיכוך המגביל אינו תלוי בשטח המגע של שני המשטחים.
5. בעת תנועה, כוח החיכוך מנוגד לכיוון התנועה ובלתי תלוי במהירות. היחס בין כוח החיכוך לתגובה הרגילה בין המשטחים נשאר קבוע וקצת פחות מזה של מקרה החיכוך המגביל.
באופן מיקרוסקופי, מקור כוחות החיכוך מיוחס לכוחות הדחייה בין השדות האלקטרומגנטיים של המולקולות.
מהו חיכוך סטטי?
כאשר הגוף נמצא במצב סטטי (נייח), כוחות חיכוך הפועלים על הגוף ידועים ככוחות חיכוך סטטיים. במקרה זה, הסכום הווקטורי של הכוחות החיצוניים הפועלים על הגוף שווה לגודל כוחות החיכוך אך הפוך בכיוון; מכאן שהגוף נשאר בשיווי משקל. כוחות החיכוך גדלים באופן יחסי לכוח החיצוני הנוצר הפועל על הגוף עד שהוא מגיע לגבול ומתחיל לנוע. החיכוך הסטטי המרבי הוא החיכוך המגביל.
החיכוך אינו תלוי באזור המגע של שני המשטחים ותלוי בחומר ובאופי הגוף. ברגע שהכוח החיצוני שנוצר חורג מהחיכוך המגביל הגוף מתחיל לנוע.
מהו חיכוך הזזה (דינמי)?
כאשר הגוף בתנועה, כוחות החיכוך הפועלים על הגוף ידועים ככוחות החיכוך הדינמיים. כוח החיכוך הדינמי אינו תלוי במהירות ובתאוצה. גם היחס בין כוח החיכוך לכוח הרגיל בין המשטחים נשאר קבוע אך מעט פחות מהיחס לחיכוך המגביל.
מה ההבדל בין חיכוך סטטי לחיכוך הזזה (דינמי)?
• מקדם החיכוך הסטטי גבוה מעט ממקדם החיכוך הדינמי
• החיכוך הסטטי משתנה באופן פרופורציונלי לכוחות החיצוניים, בעוד שכוחות החיכוך המחליקים (דינמיים) נשארים קבועים, ללא תלות במהירות ובתאוצה (והכוח החיצוני הנובע מכך).
