νικος κ. ιωαννου φυσικος
Τριβή Τι είναι η τριβή; Όταν ο Γαλιλαίος ανέπτυξε τις αρχές της μηχανικής, απέδωσε πολλά φαινόμενα σε δυνάμεις τριβής. Εκατοντάδες χρόνια παρατηρήσεων ήταν σε συμφωνία με τα συμπεράσματά του. Με δεδομένο ότι οι δυνάμεις τριβής εμφανίζονται και συμμετέχουν ουσιαστικά σε όλες τις μηχανικές κινήσεις, μια πιο λεπτομερής κατανόηση αυτών των δυνάμεων είναι κρίσιμη για να μπορούμε να κάνουμε προβλέψεις και να περιγράψουμε μια κίνηση. Σε αντίθεση με τη βαρύτητα και το μαγνητισμό, οι δυνάμεις τριβής είναι δυνάμεις επαφής. Οι δυνάμεις τριβής αντιτίθενται στη σχετική κίνηση μεταξύ των αντικειμένων όταν βρίσκονται σε επαφή το ένα με το άλλο. Σ’ αυτή την ενότητα, θα επικεντρωθούμε στην τριβή μεταξύ επιφανειών (οι δυνάμεις τριβής που δρουν σε ένα κινούμενο αντικείμενο μέσα σε ένα ρευστό όπως ο αέρας ή το νερό είναι πολύ πιο περίπλοκες οπότε δε θα ασχοληθούμε μαζί τους). Δύο «τύποι» δυνάμεων τριβής εμπλέκονται όταν προσπαθείτε να σύρετε ένα αντικείμενο πάνω σε μια τραχεία επιφάνεια. Η στατική τριβή εμφανίζεται για όσο το αντικείμενο παραμένει ακίνητο, παρά το ότι εσείς του ασκείτε μια δύναμη. Η τριβή ολίσθησης εμφανίζεται όταν το αντικείμενο κινείται. Μπορείτε πιθανότατα να φανταστείτε ότι η στατική τριβή που πρέπει να ξεπεραστεί για να αρχίσει το αντικείμενο να κινείται είναι μεγαλύτερη από την τριβή ολίσθησης. Στο διπλανό γράφημα φαίνονται τα πειραματικά δεδομένα που λαμβάνονται όταν μια αργά αυξανόμενη δύναμη εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο. Μόλις το αντικείμενο αρχίσει να κινείται, διατηρεί σταθερή ταχύτητα. Το γράφημα δείχνει ξεκάθαρα πώς η στατική τριβή αυξάνεται μέχρι μια μέγιστη τιμή πριν το αντικείμενο αρχίσει να κινείται. Το αντικείμενο, στη συνέχεια, απαιτεί μια μικρότερου μέτρου δύναμη ώστε να συνεχίσει να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Ποια είναι όμως η αιτία εμφάνισης της τριβής; Δείτε στο ο συντελεστής τριβής διπλανό σχήμα: όσο λείες και αν θεωρήσετε δύο επιφάεξαρτάται από τις επινειες, σε μικροσκοπικό επίπεδο πάντα θα υπάρχουν αφάνειες νωμαλίες οι οποίες παίζουν ρόλο αν προσπαθήσετε να σύρετε το ένα σώμα πάνω στο άλλο. Για παράδειγμα, θα πρέπει να εφαρμόσετε διαφορετική δύναμη προκειμένου να σύρετε ένα μεγάλο κομμάτι πάγου μάζας 5kg πάνω σε ένα παγωμένο δάπεδο απ’ αυτή που θα πρέπει να ασκήσετε για να μετακινήσετε το ίδιο κομμάτι πάγου πάνω σε ένα λαστιχένιο δάπεδο.
Σελίδα 1 από 7