Friktion: Skillnad mellan sidversioner
m 1 version |
mIngen redigeringssammanfattning |
||
| Rad 3: | Rad 3: | ||
==Yttre friktion== | ==Yttre friktion== | ||
Charles-Augustin de Coulomb fann att den ''yttre friktionskraften'', inom vissa gränser, är proportionell mot [[normalkraft]]en. För en kropp som påverkas av normalkraften ''N'' är friktionen given av sambandet ''F'' = ''μN'', där ''μ'' är [[friktionskoefficient]]en. Friktionen verkar i den vinkelräta riktningen till normalkraften. | |||
Friktionskoefficienten påverkas av den pålagda kraften. Generellt är ''μ'' = ''μ''(''N''); det vill säga när normalkraften ''N'' ändras, så ändras proportionalitetsfaktorn ''μ''. Mellan vissa typer av ytor ändras friktionen ganska mycket när normalkraften ändras. Ett exempel är en isig vägbana med ett tunt snötäcke på; där kan friktionen mot ett givet däck på en lätt bil bli rejält annorlunda än mot samma däck på en tyngre bil. Av denna anledning ska hjullasten mätas när vägbanors friktion mäts. | Friktionskoefficienten påverkas av den pålagda kraften. Generellt är ''μ'' = ''μ''(''N''); det vill säga när normalkraften ''N'' ändras, så ändras proportionalitetsfaktorn ''μ''. Mellan vissa typer av ytor ändras friktionen ganska mycket när normalkraften ändras. Ett exempel är en isig vägbana med ett tunt snötäcke på; där kan friktionen mot ett givet däck på en lätt bil bli rejält annorlunda än mot samma däck på en tyngre bil. Av denna anledning ska hjullasten mätas när vägbanors friktion mäts. | ||
| Rad 11: | Rad 11: | ||
Innan glidningen börjar kan friktionen i vila bli större än den under rörelse, så att en större [[kraft]] behövs för att sätta igång rörelsen än för att bibehålla glidning. | Innan glidningen börjar kan friktionen i vila bli större än den under rörelse, så att en större [[kraft]] behövs för att sätta igång rörelsen än för att bibehålla glidning. | ||
För att minska friktionen kan man tillsätta | För att minska friktionen kan man tillsätta talg, 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 exempel [[teflon]], 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 en [[tribometer]] för att mäta friktionskrafterna. | Coulomb använde en [[tribometer]] för att mäta friktionskrafterna. | ||
| Rad 140: | Rad 140: | ||
[[Kategori:Energi]] | [[Kategori:Energi]] | ||
[[Kategori:Tribologi]] | [[Kategori:Tribologi]] | ||
Nuvarande version från 2 mars 2013 kl. 16.49
Friktion, fysik, är en kraft som är motriktad den relativa rörelsen mellan två ytor som är i kontakt med varandra. Friktion uppkommer genom ojämnheter och adhesion mellan ytorna. Friktion är ingen materialegenskap eftersom det är kombinationen av materialet i båda ytorna, kraften de trycks emot varandra med och om de är i rörelse eller vila iförhållande till varandra som bestämmer friktionens storlek. För fasta kroppar är lim den ena ytterligheten med en enorm friktionskraft, medan olja är det andra extremfallet då nästan ingen friktion existerar. Ämnet studeras inom tribologin. Friktion är ingen fundamental kraft, eftersom den kan härledas ur elektromagnetisk kraft. När kontaktytorna rör sig relativt varandra, omvandlar friktionen rörelseenergi till värme. Friktion mellan fasta föremål kallas ofta torr friktion, medan friktionskrafter mellan vätskor eller gaser kallas viskös friktion. Därtill används begreppet inre friktion, som beskriver en kropps förmåga att återhämta sin form efter deformation av yttre last. Glidmotståndet mellan två ytor beror mindre på ytans textur/ojämnheter och mer på kemiska bindningar mellan ytorna.[1] Friktion har en stor betydelse för trafiksäkerheten. Det gäller i synnerhet väglag med split friction.
Yttre friktion
Charles-Augustin de Coulomb fann att den yttre friktionskraften, inom vissa gränser, är proportionell mot normalkraften. För en kropp som påverkas av normalkraften N är friktionen given av sambandet F = μN, där μ är friktionskoefficienten. Friktionen verkar i den vinkelräta riktningen till normalkraften.
Friktionskoefficienten påverkas av den pålagda kraften. Generellt är μ = μ(N); det vill säga när normalkraften N ändras, så ändras proportionalitetsfaktorn μ. Mellan vissa typer av ytor ändras friktionen ganska mycket när normalkraften ändras. Ett exempel är en isig vägbana med ett tunt snötäcke på; där kan friktionen mot ett givet däck på en lätt bil bli rejält annorlunda än mot samma däck på en tyngre bil. Av denna anledning ska hjullasten mätas när vägbanors friktion mäts.
Friktionskoefficienten 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 större kraft behövs för att sätta igång rörelsen än för att bibehålla glidning.
För att minska friktionen kan man tillsätta talg, 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 exempel teflon, 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 en tribometer för att mäta friktionskrafterna.
Den yttre friktionen är en makroskopisk respons, dels från ojämnheter i gittret, dels från de mikroskopiska elektriska krafterna mellan atomer och molekyler.
Bromsande friktion
När ett föremål glider på marken ändras farten enligt formeln
<math>v_t = v_0 - \frac{F \cdot t}{m}</math>
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 på bromsfriktion och sidofriktion. Sidofriktionen är ungefär hälften så stor som bromsfriktionen.
Friktionskoefficient
| Ämnen | Ytornas beskaffenhet | Friktionskoefficient | |
|---|---|---|---|
| Rörelse | Vila | ||
| Trä mot trä | torra | 0,3–0,6 | 0,25–0,5 |
| Trä mot trä | bestrukna med torr tvål | 0,15 | 0,36 |
| Trä mot trä | bestrukna med torr talg | 0,07 | 0,19 |
| Trä mot trä | fuktade med vatten | 0,25 | 0,68 |
| Trä mot metall | torra | 0,42 | 0,60 |
| Trä mot metall | fuktade med vatten | 0,24 | 0,65 |
| Metall mot metall | torra | 0,18 | 0,18 |
| Metall mot metall | bestrukna med svinfett | 0,09 | 0,10 |
| Läder mot trä | lädret något fettigt | 0,30 | 0,47 |
| Läder mot gjutjärn | lädret något fettigt | 0,23 | 0,28 |
| Sandsten mot stål | stenen finkornig, våt | 0,94 | |
| Sandsten mot smidesjärn | stenen finkornig, våt | 1,0 | |
| Stål mot is | 0,014 | 0,027 | |
| Vinterdäck mot vanlig is | 0,1–0,3 | ||
| Odubbade däck mot blixthalka | <0,05 | ||
Viskös friktion
Viskös friktion uppstår i gaser och vätskor som är i rörelse och är orsaken till att rörelsen så småningom avstannar. Se viskositet och dämpning.
Vägfriktion
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
Källor
- Nordisk familjebok, Uggleupplagan (1908)
- Nordling, Carl och Österman, Jonny (1996). Physics Handbook (utgåva 5:e uppl.). ISBN 9789144165752
- VTI rapport nr 5 "Friktionsegenskaper hos asfaltbetong och ytbehandling"
- Delvis omarbetade texter från engelska Wikipedia.
- Tågbroms
Noter
- ↑ Beatty, William J. "Recurring science misconceptions in K-6 textbooks". Internet 2007-06-08.
- ↑ Trafikverket "Grundvärden för trafikmiljön" Internet 2012-10-19.
- Wikimedia Commons har media som rör Friktion