Statisk friktion: Definition, koefficient & ligning (m /eksempler)

Statisk friktion er en kraft, der skal overvindes for at komme i gang. For eksempel kan nogen skubbe på et stationært objekt som en tung sofa uden at det bevæger sig. Men hvis de skubber hårdere eller indrømmer en stærk vens hjælp, overvinder det friktionskraften og bevæger sig.

Mens sofaen stadig er, balanserer den statiske friktions kraft den anvendte kraft af skubben. Derfor stiger kraften i statisk friktion lineært, idet den påførte kraft virker i den modsatte retning, indtil den når en maksimal værdi, og objektet lige begynder at bevæge sig. Derefter oplever objektet ikke længere modstand fra statisk friktion, men fra kinetisk friktion.

Den statiske friktion er normalt en større friktionskraft end kinetisk friktion - det er sværere at begynde at skubbe en sofa langs gulvet end at holde det går.
Statisk friktionskoefficient

Statisk friktion er resultatet af molekylære interaktioner mellem objektet og den overflade, det er på. Således giver forskellige overflader forskellige mængder af statisk friktion.

Friktionskoefficienten, der beskriver denne forskel i statisk friktion for forskellige overflader, er μ _{s.
Den kan findes i en som den, der er knyttet til denne artikel, eller beregnet eksperimentelt.
Ligning for statisk friktion}

Hvor:

F _{s
\u003d kraft af statisk friktion i newton (N)}

μ _{s
\u003d statisk friktionskoefficient (ingen enheder)}

F _{N
\u003d normal kraft mellem overfladerne i newton (N)

Maksimal statisk friktion opnås, når uligheden bliver en ligevægt, på hvilket tidspunkt en anden friktionskraft overtager som objektet begynder at bevæge sig. (Kraften for kinetisk eller glidende friktion har en anden koefficient, der er forbundet med den kaldet kinetisk friktionskoefficient og betegnet μ _{k.)

Eksempel Beregning med statisk friktion}
Et barn forsøger at skubbe en 10 kg gummiboks vandret langs et gummigulv. Den statiske friktionskoefficient er 1,16. Hvad er den maksimale kraft, som barnet kan bruge uden at kassen overhovedet bevæger sig?

[indsæt et frit legemsdiagram, der viser de anvendte, friktions-, gravitations- og normale kræfter på stillkassen]

Bemærk først, at nettokraften er 0 og find den normale kraft på overfladen på kassen. Da kassen ikke bevæger sig, skal denne kraft være lig i størrelse med tyngdekraften, der virker i den modsatte retning. Husk, at F _{g \u003d mg
hvor F _{g
er tyngdekraften, m
er objektets masse og g
er accelerationen på grund af tyngdekraften på Jorden.}}
Så:

F _{N \u003d F _{g \u003d 10 kg × 9,8 m /s ^{2 \u003d 98 N}}}
Løs derefter for F _{s med ligningen ovenfor:}
F _{s \u003d μ _{s × F _N}}
F _{s \u003d 1,16 × 98 N \u003d 113,68 N}
Dette er den maksimale statiske friktionskraft, der vil modvirke boksens bevægelse. Derfor er det også den maksimale mængde kraft, som barnet kan anvende uden at kassen bevæger sig.

Bemærk, at så længe barnet anvender enhver kraft, der er mindre end den maksimale værdi af statisk friktion, vandt boksen stadig bevæger sig ikke!
Statisk friktion på skråplan}

Sidste artikelHvad er den sikreste energikilde?

Næste artikelPotential Energy: What Is It & Why It Matters (w /Formula & Eksempler)