Fortele de frecare

Daca forta exterioara depaseste frecarea, diferenta lor va servi ca sa accelereze miscarea.
Legile frecarii pot fi cercetate cu dispozitivul experimental din fig.1(Anexa1) unde o sanie de greutate cunoscuta poate sa alunece pe un plan inclinat.
Daca marim treptat inclinatia planului, pana cand sania se misca uniform la vale, realizam conditia ca forta tangentiala Ft, care apare prin descompunerea greutatii proprii a corpului, sa fie egala cu forta opusa de frecare F.
Pe de alta parte, corpul apasa pe plan cu forta normala Fn si din figura (fig. 1 Anexa1) se vede imediat ca raportul dintre intensitatile fortei de frecare si fortei normale este :
F=tg( .
Fn
El poate fi determinat prin masurarea directa a unghiului de inclinatie.
Expresia ne arata ca acest raport nu depinde nici de greutatea corpului care aluneca, nici de marimea suprafetelor de contact, insa depinde de natura si de gradul de slefuire ale acestor suprafete.
Pentru toate suprafetele de aceeasi natura si cu acelasi grad de slefuire, raportul constant F=(=tg( reprezinta, prin definitie, coeficientul de frecare.
Fn

Pentru suprafetele de aceeasi natura si de acelasi grad de slefuire


F=( , unde ( este coeficientul de frecare.
Fn
Pe o suprafata orizontala, forta normala este insasi greutatea corpului pe care, ca sa-l miscam uniform va trebui sa aplicam o forta tangentiala egala cu forta de frecare.
Daca notam aceasta greutate cu P vom avea evident
F=µP .
Coeficientul de frecare, definit prin raportul a 2 forte apare deci ca o simpla cantitate numerica si ne arata cu cat trebuie sa inmultim greutatea unui corp ca sa aflam forta necesara sa-l miste uniform pe o suprafata orizontala.

Se dau mai jos valorile coeficientului de frecare, in cateva cazuri speciale:
Stejar pe stejar slefuit (fibre paralele) . . . . . . . . ¼ =0,6
Stejar pe stejar slefuit (fibre perpendiculare)& & & & .. ¼ =0,5
Fier pe fier slefuit& & & & & & & & & & & & & & & ¼ =0,16
Fier pe gheata& & & & & & & & & & & & & & & & .. ¼ =0,03
Aceste date sunt, bineinteles, numai aproximative, fiindca depind de gradul de slefuire.

O cercetare mai amanuntita ne arata ca relatia de definitie
F=µP
Corespunde numai unei prime aproximatii, fiindca de fapt coeficientul de frecare depinde si de viteza relativa a miscarii, pe suprafata data.
El este mai mare in momentul cand corpul paraseste pozitia de repaus, apoi scade cand viteza creste, ca sa creasca iarasi la vitezele mari.
Coeficientul de frecare depinde de viteza relativa a miscarii. El este mai mare la pornire sau la viteze mai mari.
De aceea in practica va trebui sa facem o deosebire intre frecare de pornire (de demaraj) si frecarea de miscare.
Experienta zilnica ne arata, intr-adevar, ca este mai greu sa urnim un corp din repaus decat sa-l obligam sa alunece pe o suprafata orizontala, o data ce a pornit.
Pe de alta parte, cresterea frecarii cu viteza ne face sa intelegem de ce o piatra de polizor se toceste mult mai repede la vitezele mari.
In toate fenomenele descrise, am facut abstractie de cazurile in care greutatea proprie a corpului ce aluneca este asa de mare incat ajunge sa-l cufunde in suprafata de sprijin fiindca atunci nu mai poate fi vorba de frecare, ci de un proces de rupere, in care toate fortele puse in joc sunt incomparabil de mari.
Putem patina pe gheat, dar nimeni nu se gandeste sa patineze pe zapada moala.