แรงเสียดทาน (friction force)

แรงเสียดทาน (frictional force) 

           แรงเสียดทาน (frictional force) คือ แรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งเกิดขึ้นระหว่างผิววัตถุกับพื้นทีสัมผัสและมีทิศตรงกันข้ามกับทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุเสมอ แรงเสียดทานแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ  

           1. แรงเสียดทานสถิต เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่วัตถุอยู่นิ่งจนถึงเริ่มต้นเคลื่อนที่ มีความสัมพันธ์ ตามสมการ  

Image

Image = แรงเสียดทานสถิต หน่วยเป็นนิวตัน

Image  = แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉากกับผิวสัมผัส หน่วยเป็นนิวตัน 

 

Image   เรียกว่า สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ไม่มีหน่วย

           2. แรงเสียดทานจลน์ เป็นแรงเสียดทานขณะวัตถุกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ซึ่งจะมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต มีความสัมพันธ์ ตามสมการ 

Image

Image = แรงเสียดทานจลน์ หน่วยเป็นนิวตัน

Image = แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉากกับผิวสัมผัส หน่วยเป็นนิวตัน

Image  เรียกว่า สัมประสิทธิ์ความเสียดทานจลน์ ไม่มีหน่วย

กราฟแรงเสียดทาน

Image

เมื่อออกแรง F กระทำกับวัตถุ วัตถุยังคงอยู่นิ่งไม่ขยับเพราะมีแรงเสียดทานสถิต Image ต้านอยู่
แต่เมื่อออกแรงมากขึ้นเรื่อยๆจนกระทั่งแรง F มีค่าเท่ากับImage วัตถุจะอยู่ในสภาพกำลังจะเคลื่อนที่ซึ่งเป็นจุดที่มีแรงเสียดทานสูงสุด (ที่ตำแหน่งA) และเมื่อเราออกแรงมากขึ้นวัตถุจะเคลื่อนที่โดยมีแรงเสียดจลน์ Imageเกิดขึ้น แต่จะมีค่าน้อยกว่าImage

ลักษณะของแรงเสียดทาน

1. ไม่ขึ้นกับจำนวนพื้นที่ผิวสัมผัส

2. ไม่ขึ้นกับความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ และมีทิศตรงข้ามการเคลื่อนที่ของวัตถุ

3. ขึ้นอยู่กับแรงที่วัตถุกดพื้นในแนวตั้งฉาก หรือ แรงปฏิกิริยาของ พื้นในแนวตั้งฉาก

4. ขึ้นกับพื้นผิวสัมผัส เช่น ขรุขระ หรือเรียบ
5. สำหรับผิวสัมผัสคู่หนึ่ง Image มีค่ามากกว่า Image เสมอ

การเคลื่อนที่ของวัตถุบนพื้นเอียงที่มีความเสียดทาน
ถ้าวัตถุอยู่บนพื้นเอียงแล้ววัตถุลื่นไถลลงมาตามพื้นเอียงด้วย ความเร็วคงที่
มุมที่พื้นระนาบเอียงกระทำกับแนวระดับ คือ มุมของความเสียดทาน Image

โดยแบ่งออกเป็น Imageคือ มุมที่พื้นระนาบเอียงกระทำกับแนวระดับขณะที่วัตถุกำลังจะเริ่มเคลื่อนที่

                         Imageคือ มุมที่พื้นระนาบเอียงกระทำกับแนวระดับขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว

เมื่อวัตถุอยู่บนพื้นเอียงจะมีแรงเนื่องจากน้ำหนักของวัตถุ (mg) แรงเสียดทาน(f) และ แรงที่พื้นเอียงกระทำ กับ วัตถุ(N) หากแตกแรง mg แล้ว เราจะหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณต่างๆในขณะที่วัตถุกำลังจะเริ่มเคลื่อนที่ได้ดังนี้

Image

ในลักษณะเดียวกัน ขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เราสามารถหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานจลน์ได้ จากสมการ

Image

อ้างอิงจาก

http://www.cpn1.go.th/media/thonburi/lesson/02_ForceMassNewtonlaw/content3.html

This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s