แรงเสียดทาน คือแรงที่ต้านการเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์ หรือแนวโน้มของการเคลื่อนที่ดังกล่าว ของพื้นผิวสองอย่างที่สัมผัสกัน
มักจะเกิดตรงข้ามกับแรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่เสมอ ผิวหน้าสัมผัส
จึงช่วยลดแรงเสียดทานได้
แรงเสียดทานแบ่งได้ 2 ชนิด คือ
· แรงเสียดทานสถิต (static friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุยังอยู่นิ่งกับที่
ซึ่งจะมีค่าตั้งแต่ศูนย์จนถึงค่ามากที่สุด
ซึ่งค่าที่มากที่สุดจะเกิดขณะที่วัตถุเริ่มจะเคลื่อนที่
· แรงเสียดทานจลน์ (kinetic friction) คือ
แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
โดยแรงเสียดทานจลน์จะมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต
การลดแรงเสียดทาน
·
การใช้อุปกรณ์ต่าง
ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน
·
ล้อ
เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส
·
บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง
ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน
·
ตลับลูกปืน
ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผวเรียบลื่นและกลิ้งได้
ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว
·
การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ
จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ
·
การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส
เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง
ทำให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง
สมบัติของแรงเสียดทาน
1. แรงเสียดทานมีค่าเป็นศูนย์ เมื่อวัตถุไม่มีแรงภายนอกมากระทำ
2. ขณะที่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุ และวัตถุยังไม่เคลื่อนที่
แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นมีขนาดต่างๆ กัน ตามขนาดของแรงที่มากระทำ
และแรงเสียดทานที่มีค่ามากที่สุดคือ แรงเสียดทานสถิต
เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่
3. แรงเสียดทานมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ
4. แรงเสียดทานสถิตมีค่าสูงกว่าแรงเสียดทานจลน์เล็กน้อย
ข้อดีของแรงเสียดทาน
แม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่
แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น
·
ขณะที่รถแล่น
จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน
เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ
·
ยางรถยนต์ที่จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย
เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน
·
ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง
จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง
ข้อเสียของแรงเสียดทาน
แรงเสียดทานทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้า
จึงต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก
การเพิ่มและลดแรงเสียดทาน
การลดแรงเสียดทาน ทำได้หลายวิธี ดังนี้
1. การใช้อุปกรณ์ต่าง
ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน
·
ล้อ
เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส
·
บุช
เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน
2. การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ
จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ
3. การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส
เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง
ทาให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง
การเพิ่มแรงเสียดทาน
แม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่
แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น
1. ขณะที่รถแล่น จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน
เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ
2. ยางรถยนต์จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย
เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน
3. ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง
จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง
อ้างอิง : https://th.wikipedia.org/wiki/แรงเสียดทาน
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น