Vad är skillnaden mellan statisk och kinetisk friktion på atomnivå?


Svar 1:

A. När du stannar vid ett trafikljus upplever du ett litet ryck när du stoppar. Detta har inte bara en utan två möjliga förklaringar.

  1. Med derivat med avseende på tid är hastighet derivat av position, acceleration är derivat av hastighet och ryck är derivat av acceleration. När du bromsar smidigt till ett stopp är det noll eftersom retardationen är konstant. Men just nu stoppar du retardationen faller omedelbart till noll och skämtet är för ett oändligt omedelbart oändligt, vilket visar sig vara märkbart. Så länge skivkudden fortsätter att glida på rotorn på dina fyra hjul orsakas retardationen av kinetisk friktion. Just nu stannar rotorerna relativt skivdynorna som de låser ihop, och det tar ytterligare kraft att lossa dem igen, utöver den för den kinetiska friktionen. Detta är statisk friktion.

En stor fråga är vilken av dessa två förklaringar som är den mer betydelsefulla. Din gissning är lika bra som min och kan vara bättre.

B. När din väckarklocka slocknar på morgonen hoppar inte några människor direkt ur sängen. Detta är statisk friktion. När sådana människor kommer igång är det ett tag innan de tar sig ut genom dörren. Detta är kinetisk friktion.

C. Din tur att komma med ett exempel på skillnaden.

Även om jag inte säkert vet vad som händer på atomnivå, har det helt klart att göra med Van der Waals-styrkorna vid kontaktpunkter. Dessa är varierande och därför svåra att analysera teoretiskt. Min gissning skulle vara att så länge glidningen fortsätter, så många kontaktpunkter börjar gräva in som börjar bryta bort. Men när glidningen stoppar rusar alla kontaktpunkter till sin lägsta potentiella energinivå, nämligen framåt för de som börjar gräva in och bakåt för de som just bryter bort. Slags som musikstolar, där ingen är engagerad i en viss stol så länge musiken spelar men när musiken stannar finns det ett galet rusa till närmaste stol.


Svar 2:

 friktionskoefficienten är

oberoende

 av kontaktområdet mellan de två ytorna

kan inte

 friktionen beror på elektrostatiska avstötningar som äger rum vid ett mycket litet antal kontaktpunkter mellan de två grova ytorna.

aldrig

Det verkliga svaret: smuts. Ytliga ytor är belagda med löst material som smuts eller vatten som kilar sig in i de mikroskopiska utrymmena mellan de grova ytorna.

Så mikroskopiskt omvandlar kinetisk friktion drivkraften till värme, medan statisk friktion endast går till en elastisk deformation av ytorna som vänds när drivkraften försvinner eller glidningen börjar.


Svar 3:

 friktionskoefficienten är

oberoende

 av kontaktområdet mellan de två ytorna

kan inte

 friktionen beror på elektrostatiska avstötningar som äger rum vid ett mycket litet antal kontaktpunkter mellan de två grova ytorna.

aldrig

Det verkliga svaret: smuts. Ytliga ytor är belagda med löst material som smuts eller vatten som kilar sig in i de mikroskopiska utrymmena mellan de grova ytorna.

Så mikroskopiskt omvandlar kinetisk friktion drivkraften till värme, medan statisk friktion endast går till en elastisk deformation av ytorna som vänds när drivkraften försvinner eller glidningen börjar.