זווית החיכוך לעומת זווית המנוחה
זווית החיכוך וזווית המנוחה הם שני גדלים חשובים מאוד הנמדדים בחיכוך. לשתי הכמויות הללו יש משמעות רבה בתחומים כמו סטטיקה ודינמיקה של גופים מוצקים וסטטיקה של גרגירים. במאמר זה, אנו הולכים לדון מה הן זווית החיכוך וזווית המנוחה, ההגדרות שלהן, היישומים של זוויות אלו, קווי הדמיון ולבסוף ההבדל בין זווית החיכוך וזווית המנוחה.
מה זה זווית חיכוך?
חיכוך הוא כנראה כוח ההתנגדות הנפוץ ביותר שאנו חווים מדי יום.חיכוך נגרם ממגע של שני משטחים מחוספסים. לחיכוך יש חמישה מצבים. חיכוך יבש מתרחש בין שני גופים מוצקים; חיכוך נוזל ידוע גם בשם צמיגות; חיכוך משומן שבו שני מוצקים מופרדים על ידי שכבת נוזל; חיכוך העור מתנגד למוצק נע בנוזל, וחיכוך פנימי גורם למרכיבים הפנימיים של מוצק ליצור חיכוך. עם זאת, המונח "חיכוך" משמש לרוב במקום החיכוך היבש. הסיבה לכך היא שהחללים המיקרוסקופיים המחוספסים על כל אחד מהמשטחים מתאימים זה לזה ומסרבים לזוז. החיכוך היבש בין שני משטחים תלוי במקדם החיכוך ובכוח התגובה הנורמלי למישור הפועל על העצם. החיכוך הסטטי המרבי בין שני משטחים הוא רק מעט גבוה יותר מהחיכוך הדינמי. מכיוון שלשני משטחים מוצקים נתון, החיכוך תלוי רק בכוח התגובה בין שני המשטחים, ניתן לקבל את המשוואה F=µ R. יש לשים לב שהחיכוך אינו תלוי בשטח המגע של שני משטחים.אם המונח µ כתוב כזווית Tan (θ), אזי θ מוגדר כזווית החיכוך בין שני המשטחים. מכיוון ש-Tan (θ) שווה ליחס של F ל-R, הזווית θ היא הזווית בין הקו האופקי לכוח הנובע של F ו-R.
מה זה זווית מנוחה?
זווית המנוחה היא תכונה של חומרים גרגירים, המחוברת לחיכוך. זווית המנוחה היא זווית הירידה או הטבילה התלולה ביותר של המדרון ביחס למישור האופקי, כאשר החומר על פני המדרון נמצא על סף החלקה. זווית זו יכולה תיאורטית לקחת ערכים מ-0 מעלות עד 90 מעלות. זווית המנוחה היא תכונה חשובה מאוד לחומרים גרגירים מכיוון שהיא מחליטה כמה גבוה וכמה רחב יתפשט החומר. ניתן לקחת שלג, חול ואבני משקעים כחומרים כאלה. זווית המנוחה תלויה ישירות בזווית החיכוך המקסימלית של החומר.
מה ההבדל בין זווית המנוחה לזווית החיכוך?
• זווית חיכוך מוגדרת עבור חומרים מוצקים בעלי גוף קשיח. זווית המנוחה מוגדרת לחומרים גרגירים בלבד.
• זווית חיכוך היא זווית היפותטית בין הכוח הנובע לאופק. זווית המנוחה היא זווית אמיתית, אותה ניתן למדוד.
