마찰 - 개념, 원인, 정적, 동적 및 예제
마찰력 또는 마찰력이 무엇인지, 그 원인은 무엇인지 설명합니다. 또한 정지 마찰과 운동 또는 동적 마찰도 있습니다.
마찰은 접촉하는 두 표면 사이의 힘입니다.
마찰이란 무엇입니까?
마찰, 마찰력 또는 마찰력은 접촉하는 두 표면 사이에 존재 하고 운동에 반대되는 힘 , 즉 운동과 반대 방향을 갖는 힘 입니다 . 이 힘은 정적(슬라이드의 시작에 반대되는 경우) 또는 동적(상대 이동에 반대되는 경우)의 두 가지 유형이 될 수 있습니다.
마찰력은 중력처럼 우주의 근본적인 힘 중 하나가 아니라 물리적 으로 접촉하는 두 물체의 표면 사이의 복잡한 상호 작용으로 인해 발생합니다. 우리는 일반적으로 고체 물체 의 마찰에 대해 이야기 하지만 액체 에도 마찰이 존재합니다 . 액체 물질의 층 사이의 마찰 효과에 따라 점도가 결정됩니다 .
물체를 정지 상태로 설정하려면 물체를 미는 힘이 마찰에 의해 가해지는 저항을 정확하게 극복해야 합니다. 이는 매끄럽고 광택이 나는 표면보다 거칠고 불규칙한 표면 사이에서 더 큽니다 .
반면, 테이블과 같이 표면에 접촉된 물체를 밀고 그 결과 미는 방향으로 움직이기 시작하면 물체에 가해지는 마찰력이 감소함에 따라 속도가 감소합니다. . 테이블이 그것에 힘을 가해 초기 푸시의 테이블을 물리칩니다. 이 마찰력은 몸체의 질량에 따라 달라지므로 무거운 물체는 가벼운 물체보다 더 큰 마찰력을 나타냅니다 .
마찰은 접촉하는 표면에도 영향을 미칩니다. 종종 눈에 띄지 않지만 마찰을 통해 손실된 운동 에너지는 열로 변환됩니다 . 즉, 표면이 마찰에 의해 가열됩니다. 둘 다 마모될 수 있습니다.
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마찰의 원인
공기는 또한 고속으로 움직이는 물체에 마찰을 유발합니다.
마찰은 무엇보다도 접촉하는 표면 사이의 미세한 결함 으로 인해 발생할 수 있으며 , 이로 인해 눈에 띄게 감지할 수 없더라도 한쪽 표면이 다른 쪽 표면 위로 미끄러지는 것을 어렵게 만듭니다. 이것이 일부 표면이 다른 표면보다 마찰이 더 많은 이유입니다.
따라서 마찰은 예를 들어 윤활제를 첨가하여 기계적으로 감소할 수도 있고 어떤 방식으로든 표면을 퇴화시켜 마찰을 증가시킬 수도 있습니다.
정지마찰
정지 마찰(F e )은 접촉하는 두 표면 사이의 상대 변위에 반대되는 경향이 있는 힘입니다 . 물체의 움직임을 시작하기 위해 극복해야 할 힘입니다. 이는 항상 두 표면 사이의 정지 마찰 계수(경험적 값을 가지며 재료에 따라 다름)에 수직력을 곱한 값보다 작거나 같습니다.
이 정지 마찰 은 일반적으로 동적 마찰 보다 크며 , 이는 무거운 가구가 이미 움직인 후에 계속 밀기보다 거친 바닥에서 무거운 가구를 밀기 시작하는 것이 더 어려운 이유를 설명합니다.
운동 또는 동적 마찰
동적 마찰(F d ) 은 정지 마찰과 달리 이미 움직이는 물체의 변위에 반대하는 힘 입니다 .
가속도가 일정한 한 운동을 계속하는 데 필요한 힘의 양은 변하지 않기 때문에 크기는 일정합니다 . 따라서 그리스 문자 μ 로 표시되는 동적 마찰 계수에 수직력을 곱한 것과 같습니다.
정적 마찰과 동적 마찰 사이의 차이는 물리적 수준에서 완전히 이해되지는 않지만 정지 상태의 표면 사이의 전기적 인력과 미세 용접으로 인해 정적 힘이 더 크다고 믿어집니다.
마찰의 예
마찰은 암석이 물 속으로 빠르게 가라앉는 것을 방지합니다.
마찰의 예는 셀 수 없이 많습니다. 마찰 은 오래된 가구를 힘으로 밀어서 움직이지 못하게 하는 힘입니다 . 그것은 우리 가 수면에 옆으로 던진 평평한 돌이 멈춰서 뛰게 만드는 힘이기도 하다 .
마찰력은 가파른 언덕에 자동차를 주차할 때 브레이크가 자동차를 제자리에 고정하는 데 사용하는 힘으로 , 같은 자동차를 고속으로 주행하면서 브레이크를 세게 밟으면 속도가 감소하고 속도가 느려지는 것과 같은 힘입니다. 관성을 극복하는 자동차의 변위 .
마찰의 다른 일반적인 예는 마찰로 인해 발생하는 열과 관련이 있습니다 . 예를 들어 두 개의 나무 막대기를 서로 문질러 불을 피울 때 발생하거나 밧줄을 잡고 있을 때 갑작스러운 움직임으로 밧줄의 마찰로 인해 화상을 입을 때 발생합니다. 우리 손에 있어요.
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