اصطکاک Friction

هرگاه دو سطح با هم تماس داشته باشند و بخواهند روی هم بلغزند، نیرویی در خلاف جهت لغزش پدید می‌آید که اصطکاک نام دارد. حتی سطح‌هایی که صاف به نظر می‌رسند در مقیاس میکروسکوپی ناهموارند و برجستگی‌هایشان درهم قفل می‌شود؛ افزون بر آن، نیروی جاذبهٔ میان مولکول‌های دو سطح هم نقش دارد. اصطکاک یکی از نیروها است که بر حرکت اثر می‌گذارد و انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کند.

انواع اصطکاک چیست؟

• ایستا: وقتی جسم هنوز نمی‌لغزد؛ مقدارش خود را با نیروی وارد‌شده تطبیق می‌دهد تا به یک حد بیشینه برسد.
• جنبشی (لغزشی): وقتی جسم می‌لغزد؛ معمولاً کمتر از بیشینهٔ اصطکاک ایستاست، به همین دلیل شروع حرکت جسم سنگین سخت‌تر از ادامه‌اش است.
• غلتشی: وقتی چرخ می‌غلتد؛ بسیار کمتر از لغزشی است، و یکی از دلایل کارآمدی چرخ همین است.
• مقاومت شاره: برای حرکت در هوا و آب.

اصطکاک چگونه محاسبه می‌شود؟

برای اصطکاک لغزشی رابطهٔ تقریبی زیر به کار می‌رود:

N نیروی عمودی سطح و μ ضریب اصطکاک است که به جنس دو سطح بستگی دارد، نه چندان به مساحت تماس. ضریب اصطکاک یخ بر یخ بسیار کم و لاستیک بر آسفالت خشک زیاد است.

اصطکاک مفید است یا مضر؟

بدون اصطکاک نمی‌توانستیم راه برویم، خودرو ترمز بگیرد، گره بزنیم یا میخ را در دیوار نگه داریم. اما در موتور و چرخ‌دنده‌ها باعث سایش و گرمای اضافی می‌شود و با روغن‌کاری کاهش می‌یابد. برای همین اصطکاک گاهی باید زیاد و گاهی کم شود.

اصطکاک در فضا و طبیعت

دست‌ها را به هم بمالید تا گرم شوند: انرژی جنبشی به گرما تبدیل می‌شود. جرقهٔ سنگ چخماق هم از مالش است. در خلأ فضا مقاومت هوا نیست و فضاپیما بدون ترمز می‌رود، ولی در مدار پایین زمین هوای بسیار رقیق باز هم ماهواره را آهسته کند می‌کند. گرمای شدید فضاپیما یا شهاب‌سنگ هنگام ورود به جو هم عمدتاً از فشردگی سریع هوای جلوی آن است، نه فقط مالش.

پرسش‌های رایج

### اصطکاک چیست؟
اصطکاک نیروی مخالف لغزش دو سطح در تماس است. علت آن ناهمواری سطوح و جاذبهٔ مولکولی است.

### چرا اصطکاک ایستا از جنبشی بیشتر است؟
چون وقتی جسم ساکن است برجستگی‌های سطوح بیشتر درهم قفل می‌شوند. پس از شروع لغزش، این قفل‌شدگی کم‌تر می‌شود.

### چرا چرخ‌ها اصطکاک را کم می‌کنند؟
در چرخ نقطهٔ تماس نمی‌لغزد، بلکه می‌غلتد و اصطکاک غلتشی بسیار کمتر از لغزشی است. به همین دلیل کشیدن بار با چرخ آسان‌تر است.

### آیا اصطکاک به مساحت سطح بستگی دارد؟
در مدل ساده خیر؛ اصطکاک بیشتر به جنس سطوح و نیروی عمودی بستگی دارد و مستقل از مساحت تماس است.