نیروی اصطکاک، نیرویی است که ما در تمام طول زندگی با آن سر و کار داریم.
زمانی که راه میرویم از نیروی اصطکاک برای حرکت کردن استفاده میکنیم. به همین خاطر نمیتوانیم روی سطح سر یخ راه برویم. خودروی ما نیز در اثر اصطکاک بین چرخها و جاده حرکت میکند، وگرنه اگه این اصطکاک کافی نباشد، خودروی ما نمیتواند حرکت کند. همچنین بدون اصطکاک ما نمیتوانیم خودرو خود را متوقف کنیم. حتی خودکار شما نیز با استفاده از نیروی اصطکاک روی سطح کاغذ، اثر میگذارد. به همین خاطر نمیتوانید با خودکار روی یک آینه خطی بکشید. اصطکاک نیرویی است که در مقابل حرکت جسم مقاومت میکند. احتمالا شما نیز در هوای سرد، دستهای خود را به سرعت به یکدیگر مالش دادهاید و گرمای حاصل از اصطکاک را تجربه کرده اید. شما دقیقا با استفاده از همین اثر، کبریت و فندک را روشن میکنید. یک سنگنورد نیز، برای بالا رفتن از یک دیواره، از نیروی اصطکاک کمک میگیرد، وگرنه در همان ابتدای مسیر سقوط میکرد و از صعود باز میماند. گاهی اوقات نیز ما سعی داریم اصطکاک را به حداقل برسانیم. مثلا ما اصطکاک پیستونهای موتور ماشین را دوست نداریم، به همین خاطر از روغن موتور استفاده میکنیم تا اصطکاک به حداقل برسد. یا اینکه در هواپیماهای جنگنده یا موشکها یا فضاپیماها، سعی میشود با تغییر طراحی و همچنین پوشش بدنه، اصطکاک به حداقل برسد.
اما منشا اصطکاک کجاست؟
جالب است بدانید که از بین چهار نیروی بنیادین طبیعت، منشا اصطکاک به نیروی الکترومغناطیس برمیگردد. بعضی مولکولها و اتمها به کمک نیروی الکترومغناطیس یکدیگر را جذب میکنند. وقتی مولکولها و اتمهای دو سطح یکدیگر را جذب میکنند، مانع ادامهی حرکت میشوند و ما اصطکاک داریم. به همین علت، زمانی که دو سطح را به یکدیگر مالش میدهید، در واقع در حال غلبه به این نیروی جاذبه هستید. ما میتوانیم منشا الکترومغناطیسی نیروی اصطکاک را، با مالش دو جسم نارسا مثل شانهی پلاستیکی و موها، ببینیم. در این هنگام، ما تجمع بار الکترواستاتیک را شاهد هستیم و صدای جرقههای آن را میشنویم. اما اگر این مولکولها و اتمهای جسم و سطح، بر یکدیگر اثر نداشته باشند (مانند تفلون) یا یکدیگر را دفع کنند (مانند شیشه)، آنگاه میزان اصطکاک کاهش مییابد، چرا که دیگر مقاومتی در مقابل حرکت وجود ندارد.
– ابا اباد
تصویر بالا: یکی از مسائل مهم در ماموریتهای فضایی، مسالهی استفاده از روان کننده های مناسب (لوبریکانتها) برای کاهش اصطکاک در قطعات متحرک است. نمیتوان برای چرخدندههای یک مریخ نورد، از روغن موتور بهران یا لیکومولی استفاده کرد. مشکل اصلی این است که در فضا از بابت فشار پایین و خلاء، روان کننده های معمولی، به سرعت تبخیر میشوند. تصویر انواع روان کنندههای مورد استفاده در برنامههای فضایی مختلف را نشان میدهد.