Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Hoppa till innehållet
Wikipedia
Sök

Friktion

Från Wikipedia
Krafter vid friktion.

Friktion avser inomfysiken enkraft som strävar att motverka den relativa rörelsen mellan två ytor som är i kontakt med varandra. Friktion uppkommer genom ojämnheter ochadhesion mellan ytorna. Friktion är inte en materialegenskap. Det är kombinationen av ytornas material, kraften med vilken de trycks mot varandra, om de är i rörelse eller i vila i förhållande till varandra, som bestämmer friktionens storlek. För fasta kroppar ärlim den ena ytterligheten med stor friktionskraft ochsmörjmedel den motsatta med liten friktionskraft. Ämnet studeras inomtribologin.

Friktion eller glidningsmotstånd har att göra med hur ytan på materialet är beskaffad. En slät och jämn yta som på is ger mindre friktion än en skrovlig och knottrig yta som påbetong. Det beror helt enkelt på att utsprång på den ena kroppen tar i fördjupningar på den andra, så att det behövs extra kraft för att få dem loss igen. Deelektromagnetiska krafterna mellan atomer spelar emellertid också en betydande roll. När två kroppar är i nära kontakt håller atomerna fast vid varandra och verkar då i motsatt riktning mot rörelsen. På så sätt omvandlaskinetisk energi (rörelseenergi) tillvärme. Detta fenomen utnyttjas till exempel i vanligatändstickor. De elektromagnetiska krafterna har så stor betydelse att de markant påverkar hur kraftig friktionen blir. Det gäller till exempel material somis,glas ochgummi, som alla vart och ett är mycket släta men har låg respektive medelhög och hög friktion. Skillnaden mellan dem beror på att atomerna och de tillhörande elektronmolnen påverkar varandra olika beroende på typen av ämne. Det betyder att de enstaka atomerna inte glider jämnt över varandra utan mer eller mindre hoppar och skuttar fram. Fysiker talar om flera slags friktion, primär statisk och dynamisk friktion. När man till exempel knuffar till en bok som ligger stilla, måste man först övervinna den statiska friktionen. När boken väl är i rörelse, uppträder den dynamiska friktionen.

I vardagen är friktion absolut nödvändig för att saker och ting skall fungera ordentligt. I enbil gör friktionen till exempel attmotorns kraft kan överföras till vägen viadäcken. Därför utvecklas däck för att ha största möjliga friktion, medan motorns delar smörjs med olja, så att friktionen minskas, och kraften inte går förlorad.

Friktionen är inte enfundamental kraft utan är en manifestation avelektromagnetiska krafter. När kontaktytorna rör sig relativt varandra under friktionens kraftverkan, omvandlas det utförda arbetet (enligtkraften ×vägen) till värme.

Friktion mellan fasta föremål kallas oftatorr friktion, medan friktionskrafter mellan vätskor eller gaser kallasviskös friktion. Därtill används begreppetinre friktion, som beskriver en kropps förmåga att återta sin form efterdeformation av en yttre last. Glidmotståndet mellan två ytor beror mindre på ytans textur/ojämnheter och mer på kemiska bindningar mellan ytorna.[1] Friktion har stor betydelse förtrafiksäkerheten. Det gäller i synnerhetväglag medsplit friction.

Yttre friktion

[redigera |redigera wikitext]

Charles-Augustin de Coulomb fann att denyttre friktionskraften, inom vissa gränser, är proportionell motnormalkraften. För en kropp som påverkas av normalkraftenN är friktionen given av sambandetF =μN, därμ ärfriktionstalet. Friktionen verkar i en riktning som är vinkelrät mot normalkraften.

Friktionstalet påverkas av den pålagda kraften. Generellt ärμ =μ(N); det vill säga när normalkraftenN ändras, så ändras proportionalitetsfaktornμ. Mellan vissa typer av ytor ändras friktionen ganska mycket när normalkraften ändras. Ett exempel är en isig vägbana med ett tunt snötäcke; där kan friktionen med ett visst däck på en lätt bil bli mycket annorlunda än med samma däck på en tyngre bil. Av denna anledning ska hjullasten mätas när vägbanors friktion mäts.

Friktionstalet kan även variera med temperaturen. Ett exempel på detta är friktionen mellan ett vägfordons bromstrumma och bromsbelägg, där friktionen och därmed bromsverkan kan avta snabbt när temperaturen stiger över en kritisk nivå.

Innan glidningen börjar kan friktionen i vila bli större än den under rörelse, så att en störrekraft behövs för att sätta igång rörelsen än för att bibehålla glidning.

För att minska friktionen kan man tillsättatalg,såpa,olja eller andra smörjmedel. Dessa ämnen kan på olika sätt bidra till minskad friktion. Smörjmedlet kan bilda hydrodynamisk smörjfilm som helt eller delvis skiljer de mekaniska ytorna ifrån varandra, så att friktionen blir mycket låg. Ämnen med låg hållfasthet, till exempelteflon, kan ge lägre friktion. Det kan även vara ämnen som kemiskt kan bilda skikt så att den yttre friktionen blir mycket låg. I stället uppstår inre friktion.

Coulomb använde entribometer för att mäta friktionskrafterna.

Den yttre friktionen är en makroskopisk respons, dels från ojämnheter i gitter, dels från de mikroskopiskaelektriska krafterna mellanatomer ochmolekyler.

Bromsande friktion

[redigera |redigera wikitext]

När ett föremål glider på marken ändras farten enligt formeln
vt=v0Ftm{\displaystyle v_{t}=v_{0}-{\frac {F\cdot t}{m}}}
där vt är farten efter en viss tid, v0 är begynnelsefarten, F är friktionskraften mellan marken och föremålet, t är tiden och m är föremålets massa, när friktionskraften är riktad i motsatta riktningen av hastigheten.

Vid mätning av friktion mellan däck och vägbana skiljer man påbromsfriktion ochsidofriktion. Sidofriktionen är ungefär hälften så stor som bromsfriktionen.

Friktionstal

[redigera |redigera wikitext]
Friktionstal för några ämnen
ÄmnenYtornas beskaffenhetFriktionstal
RörelseVila
Trä mot trätorra0,2–0,50,3–0,6
Trä mot träbestrukna med torrtvål0,150,36
Trä mot träbestrukna med torrtalg0,070,19
Trä mot träfuktade med vatten0,250,68
Trä motmetalltorra0,420,60
Trä mot metallfuktade med vatten0,240,65
Metall mot metalltorra0,180,18
Metall mot metallbestrukna med svinfett0,090,10
Läder mot trälädret något fettigt0,300,47
Läder motgjutjärnlädret något fettigt0,230,28
Sandsten motstålstenen finkornig, våt0,94 
Sandsten motsmidesjärnstenen finkornig, våt1,0 
Stål motis 0,0140,027
Vinterdäck mot vanligis 0,1–0,3 
Odubbade däck motblixthalka <0,05 

Viskös friktion

[redigera |redigera wikitext]

Viskös friktion uppstår igaser ochvätskor som är i rörelse och är orsaken till att rörelsen så småningom avstannar. Seviskositet ochdämpning.

Vägfriktion

[redigera |redigera wikitext]
Huvudartikel:Vägfriktion
Se även:Adhesion (järnväg)

Vägfriktionstalet är kvoten mellan friktionskraft och normalkraft mellan däck och vägbana. Den totala friktionen kan uppdelas i en tangentiell del,bromsfriktion, och en radiell del,sidofriktion. Sidofriktionen är den del av den totala friktionen som förare normalt utnyttjar under körning i kurva[2].

Se även

[redigera |redigera wikitext]

Källor

[redigera |redigera wikitext]
  • Nordisk familjebok, Uggleupplagan (1908)
  • Nordling, Carl och Österman, Jonny (1996). Physics Handbook (5:e uppl.).ISBN 9789144165752 
  • VTI rapport nr 5 "Friktionsegenskaper hos asfaltbetong och ytbehandling"
  • Delvis omarbetade texter från engelska Wikipedia.
  • Tågbroms

Noter

[redigera |redigera wikitext]
  1. ^Beatty, William J. "Recurring science misconceptions in K-6 textbooks". Internet 2007-06-08.
  2. ^Trafikverket "Grundvärden för trafikmiljönArkiverad 4 november 2014 hämtat från theWayback Machine."Internet 2012-10-19
Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Friktion&oldid=56461389
Kategorier:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp