Selitämme, mikä kitka tai kitkavoima on ja mitkä ovat sen syyt. Myös staattinen kitka ja kineettinen tai dynaaminen kitka.
Mikä on kitka?
Kitka, kitkavoima tai kitkavoima on a pakottaa olemassa kahden kosketuksissa olevan pinnan välillä ja joka on vastakkainen liikettä, eli sillä on liikettä vastakkainen suunta. Tämä voima voi olla kahta tyyppiä: staattinen (kun se vastustaa liukumisen alkamista) tai dynaaminen (kun se vastustaa suhteellista liikettä).
Kitkavoima ei ole yksi universumin perusvoimista, kuten se on painovoimaPikemminkin se johtuu kahden fyysisessä kosketuksessa olevan kohteen pinnan monimutkaisesta vuorovaikutuksesta. Yleisesti ottaen esineiden kitkasta kiinteä, mutta siinä on myös kitkaa nesteitä: nestemäisen aineen kerrosten välisen kitkan vaikutus määrittää sen viskositeetti.
Jotta esine saadaan liikkeelle levossa, sen liikkumaan työntävän voiman on voitettava tarkasti kestävyyttä kitka, joka on suurempi karkeiden ja epätasaisten pintojen välillä kuin sileillä ja kiillotetuilla pinnoilla.
Toisaalta, jos pinnan kanssa kosketuksissa olevaa esinettä, esimerkiksi pöytää, työnnetään ja se alkaa sen seurauksena liikkua työntösuunnassa, sen nopeus pienenee pöydän kohdistaman kitkavoiman myötä. häneen, päihitti ensimmäisen työntövoiman. Tämä kitkavoima riippuu kappaleiden massasta, joten raskaammat esineet osoittavat enemmän kitkaa kuin kevyet.
Kitka vaikuttaa myös kosketuksiin joutuviin pintoihin. Se on kuitenkin usein huomaamaton Kineettinen energia kitkan kautta menetetty muuttuu lämpöä, eli pinnat kuumenevat kitkan vaikutuksesta. Molemmat voivat jopa kärsiä kulumisesta.
Kitkan syyt
Ilma aiheuttaa myös kitkaa suurilla nopeuksilla liikkuviin esineisiinKitka voi johtua ensinnäkin kosketuksissa olevien pintojen välisistä mikroepätasaisuuksista, jotka vaikeuttavat toisen liukumista toisen päälle, vaikka niitä ei voisikaan havaita. Tästä syystä joillakin pinnoilla on enemmän kitkaa kuin toisilla.
Siten kitkaa voidaan vähentää mekaanisesti lisäämällä esimerkiksi voiteluaineita tai sitä voidaan lisätä, mikä rappeuttaa pintoja jollain tavalla.
Staattinen kitka
Staattinen kitka (Fe) on voima, joka pyrkii vastustamaan kahden kosketuksissa olevan pinnan välistä suhteellista siirtymää. Kyse on voimasta, joka on voitettava kohteen liikkeen käynnistämiseksi. Se on aina pienempi tai yhtä suuri kuin staattinen kitkakerroin (jolla on empiirinen arvo ja riippuu materiaalista) kahden pinnan välillä kerrottuna normaalivoimalla.
Tämä staattinen kitka on yleensä suurempi kuin dynaaminen, mikä selittää, miksi raskaan huonekalun työntäminen epätasaisella alustalla on vaikeampaa kuin jatkaa työntämistä sen ollessa jo liikkeessä.
Kineettinen tai dynaaminen kitka
Dynaaminen kitka (Fd) on voima, joka vastustaa siirtymä jo liikkeessä olevan kohteen, toisin kuin staattinen kitka.
Se on vakiosuuruus, koska liikkeen ylläpitämiseen tarvittava voima ei muutu niin kauan kuin kiihtyvyys on vakio. Siksi se on yhtä suuri kuin dynaaminen kitkakerroin, joka on merkitty kreikkalaisella kirjaimellaμ, kerrottuna normaalivoimalla.
Staattisen ja dynaamisen kitkan eroja ei täysin ymmärretä fysikaalisella tasolla, mutta staattisen voiman uskotaan olevan suurempi sähköisten vetovoiman ja levossa olevien pintojen välisten mikrohitsausten vuoksi.
Esimerkkejä kitkasta
Esimerkkejä kitkasta on lukemattomia. Kitka on se voima, joka vastustaa meitä siirtämään vanhaa huonekalua työntämällä sitä voimillamme. Se on myös voima, joka pysäyttää ja hyppää litteän kiven, jonka heitämme sivuttain kiven pinnalle Vesi.
Kitkavoiman avulla jarrut pitävät auton paikallaan, kun pysäköimme sen jyrkälle mäelle, ja se on sama kuin se, että jos painamme jarruja ajaessamme samaa autoa suurilla nopeuksilla, se vähentää nopeutta. ja auton siirtymä inertia.
Muut yleiset esimerkit kitkasta liittyvät kitkan synnyttämään lämpöön, kuten kun sytymme tulen hieromalla kahta puutikkua toisiaan vasten tai kun saamme palovamman köyden kitkasta äkillisen liikkeen aikana, kun pitivät sitä käsissämme.