Coeficient de roçament

Els coeficients de roçament o els coeficients de fricció estan vinculats a l'oposició a l'esmonyida que oferixen les superfícies de dos cossos en contacte segons l'intensitat del respal mutu que experimenten. És un coeficient adimensional. Usualment es representa en la lletra grega μ (la meua).

El valor del coeficient de roçament és característic de cada parell de materials en contacte; no és una propietat intrínseca d'un material. Depén ademés de molts factors com la temperatura, l'acabament de les superfícies, la velocitat relativa entre les superfícies, etc. La naturalea d'este tipo de força està lligada a les interaccions de les partícules microscòpiques de les dos superfícies implicades.

Per eixemple, gèl sobre una làmina d'acer polit té un coeficient baix; mentres que el caucho sobre el paviment té un coeficient alt. El coeficient de fricció pot prendre valors des de casi zero i normalment no sobrepassa l'unitat.

Rozamiento estàtic i roçament dinàmic

La majoria de les superfícies, encara les que es consideren polides, són extremadament rugosas a escala microscòpica. Quan dos superfícies són posades en contacte, el moviment d'una respecte a l'atra genera forces tangencials nomenades forces de fricció, les quals tenen sentit contrari al moviment, la magnitut d'esta força depén del coeficient de roçament dinàmic.

Existix una atra forma de roçament relacionada en l'anterior, en que dos superfícies rígides en repòs no es desplacen una respecte a l'atra sempre i quan la força paralela al pla tangente siga suficientment menuda, en este cas el coeficient rellevant és el coeficient de roçament estàtic. La condició per a que no hi haja esmonyida és que:

A on:

$F_{\Vert }$, és la força paralela al pla de tangència que intenta esgolar les superfícies.

$F_{\mathrm{\perp }}$, és la força normal o perpendicular al pla de tangència.

${\mu }_e$, és el coeficient de roçament estàtic.

Per a superfícies deformables convé plantejar la relació anterior en térmens de tensions normal i tangencial en un punt, hi haurà esmonyida relativa si en algun punt:

A on:

$𝐧$ és el vector normal unitari al pla tangente de contacte entre superfícies.

$𝐓(\cdot )$ és el tensor de tensions en un dels dos sòlits en contacte.

Àngul de roçament

L'arena adopta una forma de con en l'inclinament del seu àngul de roçament intern.

En considerar l'esmonyida d'un cos sobre un pla inclinat, s'observa que en variar l'inclinament de dit pla, l'objecte inicia el moviment en alcançar-se un àngul d'inclinament crític. Açò es deu a que en aumentar l'inclinament, es reduïx paulatinament la component perpendicular del pes, la força N, que és proporcional al coseno de l'àngul d'inclinament. Independentment del pes del cos, ya que a major pes, aumenten tant la força que tira l'objecte costa avall, com la força normal que genera el roçament. D'esta manera, un coeficient de roçament donat entre dos cossos equival a un àngul determinat, que es coneix com a àngul de roçament.

Per mig d'este àngul es pot calcular μ_i, observant fins a quin àngul d'inclinament les dos superfícies poden mantindre's estàtiques entre sí:

Determinats materials granulars, com l'arena, la grava, els sols i en general els granels, tenen un determinat coeficient de roçament entre els grans que els conformen. L'àngul associat és precisament l'àngul que formaria un montó estable de dit material, per això es coneix a esta propietat com àngul de roçament intern.