Glidfriktion, oftare kallad kinetisk friktion, är en kraft som motsätter sig glidningsrörelsen för två ytor som rör sig förbi varandra. Däremot är statisk friktion en typ av friktionskraft mellan två ytor som skjuter mot varandra, men som inte glider relativt varandra. (Föreställ dig att trycka på en stol innan den börjar glida över golvet. Kraften du applicerar innan glidningen börjar motverkas av statisk friktion.)

Glidningsfriktion innebär vanligtvis mindre motstånd än statisk friktion, varför du ofta måste pressa hårdare för att få ett objekt att börja glida än för att hålla det glida. Storleken på friktionskraften är direkt proportionell mot storleken på normalkraften. Kom ihåg att normalkraften är den kraft som är vinkelrätt mot ytan som motverkar alla andra krafter som appliceras i den riktningen.

Proportionalitetskonstanten är en enhetslös kvantitet som kallas friktionskoefficienten och varierar beroende på ytorna i kontakt. (Värden för denna koefficient är vanligtvis uppslagna i tabeller.) Friktionskoefficienten representeras vanligtvis av den grekiska bokstaven μ
med ett subscript k
som indikerar kinetisk friktion. Friktionskraftsformeln ges av:
F_f \u003d \\ mu_kF_N

Där F _{N är storleken på normalkraften, är enheterna i newton (N) och riktningen för denna kraft är motsatt rörelseriktningen.
Rullfriktion Definition}

Rullmotstånd kallas ibland rullfriktion, även om det inte exakt är en friktionskraft eftersom det inte är resultatet av två ytor i kontakt "trying to push against each other.", 3, [[Det är en motståndskraft som orsakas av energiförlust på grund av deformationer av det rullande föremålet och ytan.

Precis som med friktionskrafter är storleken på rullmotståndskraften emellertid direkt proportionell mot den normala storleken kraft, med en konstant proportionalitet som beror på ytorna i kontakt. Medan μ _{r
ibland används för koefficienten, är det vanligare att se C rr
, vilket gör ekvationen för rullmotståndets storlek följande:
F_r \u003d C_ {rr} F_N}

Denna kraft verkar motsatt rörelseriktningen.
Exempel på glidande friktion och rullmotstånd.

Låt oss betrakta ett friktionsexempel som involverar en dynamikvagn som finns i en typisk fysik klassrummet och jämföra accelerationen med vilken det rör sig ner i ett metallspår lutat vid 20 grader för tre olika scenarier:

Scenario 1: Det finns ingen friktion eller resistiva krafter som verkar på vagnen när den rullar fritt utan att glida ner spår.

Först ritar vi frikroppsdiagrammet. Tyngdkraften som pekar rakt ner, och normalkraften som pekar vinkelrätt mot ytan är de enda krafterna som verkar.

(Bild 1)

Nettokraftsekvationerna är:
F_ { netx} \u003d F_g \\ sin {\\ theta} \u003d ma \\\\ F_ {nety} \u003d F_N-F_g \\ cos (\\ theta) \u003d 0

Rätt bort kan vi lösa den första ekvationen för acceleration och ansluta värden för att få svar:
F_g \\ sin {\\ theta} \u003d ma \\\\ \\ implicerar mg \\ sin (\\ theta) \u003d ma \\\\ \\ antyder a \u003d g \\ sin (\\ theta) \u003d 9.8 \\ sin (20) \u003d \\ boxed {3.35 \\ text {m /s} ^ 2}

Scenario 2: Rullmotstånd verkar på vagnen när den rullar fritt utan att glida ner spåret.

Här antar vi en koefficient av rullmotstånd 0,0065, som är baserat på ett exempel som återfinns i ett papper från US Naval Academy.

Nu inkluderar vårt frikroppsdiagram rullmotstånd som verkar upp spåret:

(Bild 2)

Våra nettokraftsekvationer blir:
F_ {netx} \u003d F_g \\ sin {\\ theta} -F_r \u003d ma \\\\ F_ {nety} \u003d F_N-F_g \\ cos (\\ theta) \u003d 0

Från den andra ekvationen kan vi lösa för F < sub> N
, anslut resultatet till uttrycket för friktion i den första ekvationen och lösa för a
:
F_N-F_g \\ cos (\\ theta) \u003d 0 \\ implicerar F_N \u003d F_g \\ cos (\\ theta) \\\\ F_g \\ sin (\\ theta) -C_ {rr} F_N \u003d F_g \\ sin (\\ theta) -C_ {rr} F_g \\ cos (\\ theta) \u003d ma \\\\ \\ antyder \\ avbryt mg \\ sin (\\ theta) -C_ {rr} \\ avbryt mg \\ cos (\\ theta) \u003d \\ avbryt ma \\\\ \\ innebär a \u003d g (\\ sin (\\ theta) -C_ {rr} \\ cos (\\ theta)) \u003d 9.8 (\\ sin (20) -0.0065 \\ cos (20)) \\\\ \u003d \\ boxed {3.29 \\ text {m /s} ^ 2}

Scenario 3: Vagnens hjul är låsta på plats och det glider ner på spåret, hindrat av kinetisk friktion.

Här kommer vi att använda en kinetisk friktionskoefficient på 0,2, som ligger i mitten av värden som vanligtvis är listade för plast på metall.

Vårt frikroppsdiagram ser mycket ut som fallet med rullmotstånd förutom att det är en glidande friktionskraft som verkar uppför rampen:

(bild 3)

Våra nettokraftsekvationer blir:
F_ {netx} \u003d F_g \\ sin {\\ theta} -F_k \u003d ma \\\\ F_ {nety} \u003d F_N-F_g \\ cos (\\ theta) \u003d 0

Och igen löser vi för a
i en si milar mode:
F_N-F_g \\ cos (\\ theta) \u003d 0 \\ antyder F_N \u003d F_g \\ cos (\\ theta) \\\\ F_g \\ sin (\\ theta) - \\ mu_kF_N \u003d F_g \\ sin (\\ theta) - \\ mu_kF_g \\ cos (\\ theta) \u003d ma \\\\ \\ implicerar \\ avbryta mg \\ sin (\\ theta) - \\ mu_k \\ avbryt mg \\ cos (\\ theta) \u003d \\ avbryt ma \\\\ \\ antyder a \u003d g (\\ sin (\\ theta) - \\ mu_k \\ cos (\\ theta)) \u003d 9.8 (\\ sin (20) -0.2 \\ cos (20)) \\\\ \u003d \\ boxed {1.51 \\ text {m /s} ^ 2}

Observera att accelerationen med rullmotstånd är mycket nära det friktionsfria fallet, medan glidfriktionshöljet är väsentligt annorlunda. Det är därför rullmotståndet försummas i de flesta situationer och varför hjulet var en lysande uppfinning!