घर्षण

जब कोई ठोस पिंड, किसी स्थिर ठोस पिंड पर सरकता है, तो गतिमान पिंड पर स्थिर पिंड द्वारा संपर्क की सतह पर एक बल लगाया जाता है। इस बल को घर्षण बल कहा जाता है और यह हमेशा गति की दिशा के विपरीत दिशा में कार्य करता है। घर्षण पिंडों का एक गुण है, जिसके कारण एक स्थिर पिंड द्वारा गतिमान पिंड की गति का विरोध करने के लिए गतिमान पिंड पर बल लगाया जाता है। घर्षण संपर्क की सतह के समानांतर कार्य करता है और संपर्क की सतह की प्रकृति पर निर्भर करता है।

विभिन्न संपर्क सतहें हैं i) सूखी ii) आंशिक रूप से चिकनाई (चिकना) iii) पूरी तरह से चिकनाई (फिल्म चिकनाई)।

घर्षण बल को कम या अधिक करना चाहिए। घर्षण के बल को कम करने की आवश्यकता होती है जब संचरित शक्ति घर्षण के कारण आंशिक रूप से खो जाती है, चिकनाई वाली सतहों का उपयोग करके घर्षण को कम किया जाना चाहिए।

चित्र-1 क्षैतिज सतह पर ठोस पिंड

पारिभाषिक शब्दावली

क्षैतिज समतल सतह पर रखे एक ठोस पिंड पर विचार करें।

W = गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के माध्यम से नीचे की ओर कार्यकारी पिंड का भार,

R = गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के माध्यम से ऊपर की ओर कार्यकारी पिंड की सामान्य प्रतिक्रिया,

P = क्षैतिज सतह के समानांतर गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के माध्यम से पिंड पर कार्य करने वाला बल

यदि बल P छोटा है, तो पिंड गति नहीं करेगा क्योंकि F की विपरीत दिशा में पिंड पर लगने वाला घर्षण F बल, P से अधिक होगा। लेकिन जब ठोस पिंड गति के बिंदु पर होता है,अगर किसी बिंदु पर बल P बढ़ जाता है।

घर्षण का सीमित बल

उस बिंदु पर पिंड पर लगने वाला घर्षण F का बल, सीमित घर्षण बल कहलाता है। घर्षण के सीमित बल को F द्वारा निरूपित किया जाता है।

पिंड पर कार्य करने वाले क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर बलों को हल करके हम R = W तथा F = P प्राप्त करते हैं

गतिज घर्षण

यदि बल P को और बढ़ा दिया जाए तो, पिंड गति करने लगेगी। पिंड के गतिमान होने पर, पिंड पर लगने वाले घर्षण बल को गतिज घर्षण कहते हैं।

घर्षण का गुणांक (μ)

$\mu ={\frac {Limiting\ force\ of\ friction}{Normal\ reaction}}={\frac {F}{R}}$

F = μR ..........................(1)

चित्र-2 घर्षण-कोण

घर्षण-कोण (Φ)

घर्षण-कोण, सामान्य प्रतिक्रिया (R) के परिणामी और सामान्य प्रतिक्रिया (R) के साथ घर्षण (F) के सीमित बल द्वारा बनाया गया कोण है जिसे Φ द्वारा दर्शाया जाता है। चित्र-2 एक खुरदुरे क्षैतिज तल पर एक ठोस पिंड को टिका हुआ दिखाता है।

मान लीजिए S सामान्य प्रतिक्रिया (R) और सीमित घर्षण बल (F) का परिणाम है

घर्षण-कोण (Φ) = S और R के बीच का कोण

$tan\Phi ={\frac {F}{R}}={\frac {\mu R}{R}}$ चूँकि F = μR (1) से

$tan\Phi =\mu$ ...................(2)

अतः घर्षण-कोण की स्पर्श रेखा, घर्षण के गुणांक के बराबर होती है।

यह भी देखें

Friction