Mikä on kitka?
Kitka on vastustuskyky yhden objektin liikkeelle suhteessa toiseen. Se ei ole perusvoima, kuten painovoima tai sähkömagneetti. Sen sijaan tutkijat uskovat, että se on seurausta kahden koskettavan pinnan varautuneiden hiukkasten välisestä sähkömagneettisesta vetovoimasta.
Tutkijat alkoivat koota kitkaa sääteleviä lakeja 1400-luvulla, mutta koska vuorovaikutus ovat niin monimutkaisia, kitkavoiman luonnehtiminen eri tilanteissa edellyttää tyypillisesti kokeita, eikä niitä voida johtaa pelkästään yhtälöistä tai laeista.
Jokaiselle kitkaa koskevalle yleiselle säännölle on yhtä paljon poikkeuksia. Esimerkiksi , kun taas kahdella toisiaan vasten hankaavalla karkealla pinnalla (kuten hiekkapaperilla) on joskus enemmän kitkaa, hyvin tasaisesti kiillotetut materiaalit (kuten lasilevyt), jotka on puhdistettu huolellisesti kaikista pintahiukkasista, voivat itse asiassa tarttua toisiinsa erittäin voimakkaasti. p>
Kitkatyypit
Kitkaa on kahta päätyyppiä, staattinen ja kineettinen kitka. Staattinen kitka toimii kahden pinnan välillä, jotka eivät liiku toistensa suhteen, kun taas kineettinen kitka toimii liikkuvien esineiden välillä.
Nesteissä kitka on nesteen liikkuvien kerrosten välinen vastus, joka tunnetaan myös nimellä viskositeetti. Yleensä viskoosimmat nesteet ovat paksumpia, joten hunajalla on enemmän nestekitkaa kuin vedellä.
Kiinteän materiaalin sisällä olevat atomit voivat myös kokea kitkaa. Esimerkiksi jos kiinteä metallilohko puristuu, kaikki materiaalin sisällä olevat atomit liikkuvat luoden sisäistä kitkaa.
Luonnossa ei ole täysin kitkattomia ympäristöjä: jopa syvässä avaruudessa pienet ainehiukkaset voivat olla vuorovaikutuksessa aiheuttaen kitkaa.
Kitkakerroin
Kaksi toisiaan vasten liikkuvaa kiinteää esinettä kokee kineettisen kitkan. Tässä tapauksessa kitka on jonkin verran osaa kahden kohteen väliseen kohtisuorasta voimasta (murto määräytyy lukumäärällä, jota kutsutaan kitkakertoimeksi, joka määritetään kokeilla). Yleensä voima on riippumaton kosketusalueesta ja se ei riipu siitä, kuinka nopeasti kaksi kohdetta liikkuvat.
Kitka vaikuttaa myös paikallaan oleviin kohteisiin. Staattinen kitka estää esineitä liikkumasta ja on yleensä suurempi kuin kahden saman objektin kitkavoima, kun ne liikkuvat suhteessa toisiinsa. Staattinen kitka pitää kaltevassa ruudussa liukumasta pohjaan.
Kitkasovellukset
Kitkalla on tärkeä osa monissa jokapäiväisissä prosesseissa. Esimerkiksi kun kaksi esinettä hankautuu yhteen, kitka aiheuttaa osan liikkuvan energian muuttumisesta lämmöksi. Siksi kahden kepin yhteen hierominen johtaa lopulta tuleen.
Kitka on myös vastuussa pyörän hammaspyörien ja muiden mekaanisten osien kulumisesta. Siksi voiteluaineita tai nesteitä käytetään usein liikkuvien osien kitkan ja kulumisen vähentämiseen.
Seuraa Tia Ghoseä Twitterissä ja Google+: ssa. Seuraa LiveScience @livescience, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli LiveScience.com-sivustossa.