Oletko koskaan nähnyt auton pyörivän renkaita ja huomannut kaikki sen jättämät savu- ja rengasjäljet? Entä menisitkö liukumäestä alas? Olet ehkä huomannut, että jos se oli märkä, matkustit kauemmas kuin jos pinta oli kuiva. Oletko koskaan miettinyt, kuinka pitkälle pääsisit, jos yrittäisit liukua märällä betonilla (älä muuten tee tätä!). Miksi jotkut pinnat on helppo liukua poikki, kun taas toisten on tarkoitus vain estää sinua? Se johtuu pienestä asiasta, joka tunnetaan nimellä kitka, joka on pohjimmiltaan voima, joka estää pintoja liukumasta toisiaan vasten. Mitä tulee kitkan mittaamiseen, tutkijoiden käyttämää työkalua kutsutaan kitkakertoimeksi tai COH:ksi.
COH on arvo, joka kuvaa kahden kappaleen välisen kitkavoiman ja niitä yhteen puristavan voiman suhdetta. Ne vaihtelevat läheltä nollaa suurempiin kuin yhteen käytettyjen materiaalien mukaan. Esimerkiksi jäällä teräksellä on alhainen kitkakerroin, kun taas päällysteellä (eli autonrenkailla tiellä) on suhteellisen korkea kitkakerroin. Lyhyesti sanottuna karheammilla pinnoilla on yleensä korkeammat teholliset arvot, kun taas sileämmillä pinnoilla on alhaisemmat johtuen kitkasta, jota ne synnyttävät puristettaessa yhteen.
On olemassa kahdenlaisia kertoimia; staattinen ja kineettinen. Staattinen kitkakerroin on kitkakerroin, joka koskee liikkumattomia esineitä. Kineettinen eli liukuva kitkakerroin on kitkakerroin, jota sovelletaan liikkeessä oleviin esineisiin. Kitkakerroin ei ole aina sama kohteille, jotka ovat liikkumattomia ja esineitä, jotka ovat liikkeessä; liikkumattomat esineet kokevat usein enemmän kitkaa kuin liikkuvat, mikä vaatii enemmän voimaa saada ne liikkeelle kuin ylläpitämään niitä liikkeessä.
Useimpien kuivien materiaalien yhdistelmänä on kitkakerroin välillä 0,3-0,6. Tämän alueen ulkopuolella olevat arvot ovat harvinaisempia, mutta esimerkiksi teflonin kerroin voi olla jopa 0,04. Nolla-arvo tarkoittaisi, ettei kitkaa ole ollenkaan, mikä on parhaimmillaan vaikeasti havaittavissa, kun taas arvo yli 1 tarkoittaisi, että esineen liukumiseen vaadittava voima on suurempi kuin pinnan normaalivoima kohteeseen.
Matemaattisesti kitkavoima voidaan ilmaista muodossa Ff= ? N, jossa Ff = kitkavoima (N, lb), ? = staattinen (?s) tai kineettinen (?k) kitkakerroin, N = normaalivoima (N, lb).
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita Universe Todayn kitkakertoimesta. Tässä on artikkeli kitkasta ja tässä artikkeli ilmajarrutusta.
Jos haluat lisätietoja Frictionista, tutustu Hyperfysiikka , ja tässä linkki Kitkapelit lapsille kirjoittanut Science Kids.
Olemme myös nauhoittaneet kokonaisen jakson Astronomy Castia painovoimasta. Kuuntele tästä, Jakso 102: Gravity .
Lähteet:
http://en.wikipedia.org/wiki/Friction
http://www.engineeringtoolbox.com/friction-coefficients-d_778.html
http://www.thefreedictionary.com/coefficient+of+friction
