แรงเสียดทาน หรือ ความเสียดทาน (อังกฤษ: friction) เป็นแรงที่ต้านการเคลื่อนที่เชิงสัมพัทธ์ของพื้นผิวที่เป็นแข็ง ชั้นของเหลว และองค์ประกอบของวัตถุที่ไถลในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งกันและกัน แรงเสียดทานแบ่งได้หลายประเภท ได้แก่
- แรงเสียดทานชนิดแห้ง ต้านการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของของของแข็งที่สัมผัสกัน แรงเสียดทานชนิดแห้งแบ่งออกเป็น แรงเสียดทานสถิต ระหว่างพื้นผิวที่ไม่มีการเคลื่อนที่ และ แรงเสียดทานจลน์ ระหว่างพื้นผิวที่กำลังเคลื่อนที่
- แรงเสียดทานในของไหล อธิบายแรงเสียดทานระหว่างชั้นของของไหลที่มีความหนืด ซึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์ซึ่งกันและกัน
- แรงเสียดทานหล่อลื่น เป็นกรณีของแรงเสียดทานในของไหล ที่มีสารหล่อลื่นแทรกระหว่างสองพื้นผิวที่เป็นของแข็ง
- แรงเสียดทานที่ผิว เป็นองค์ประกอบของ แรงต่อต้านการเคลื่อนที่โดยของไหลเข้าไปขวางบนทั่วทั้งพื้นผิวของวัตถุ
- แรงเสียดทานภายใน เป็นแรงที่ต้านการเคลื่อนที่ระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ภายในที่ทำขึ้นเป็นวัตถุที่เป็นของแข็ง ขณะที่วัตถุนั้นเกิด
ภาพรวม
แรงเสียดทาน คือแรงที่ต้าน หรือแนวโน้มของการเคลื่อนที่ดังกล่าว ของสองอย่างที่สัมผัสกัน มักจะเกิดตรงข้ามกับแรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่เสมอ ผิวหน้าสัมผัส จึงช่วยลดแรงเสียดทานได้
โดยขนาดของแรงเสียดทานจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับ
- แรงหรือน้ำหนักที่กดลงไปบนพื้นผิวสัมผัส ซึ่งแรงนี้จะตั้งฉากกับผิวสัมผัส ถ้าแรงกดทับนี้มาก แรงเสียดทานก็จะมีค่ามากด้วย
- ลักษณะของผิวสัมผัสนั้น ๆ ถ้าผิวสัมผัสนั้นเรียบลื่น แรงเสียดทานก็จะมีค่าน้อย ถ้าผิวสัมผัสหยาบหรือขรุขระ แรงเสียดทานก็จะมีค่ามาก
ลักษณะของแรงเสียดทาน
1.แรงเสียดทานนั้นไม่ขึ้นกับจำนวนพื้นที่ผิวสัมผัส
2.แรงเสียดทานนั้นไม่ขึ้นกับความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ และยังมีทิศตรงข้ามการเคลื่อนที่ของวัตถุ
3.แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับแรงที่วัตถุกดพื้นในแนวที่ตั้งฉากหรือแรงปฏิกิริยาของพื้นในแนวที่ตั้งฉาก
4.แรงเสียดทานขึ้นกับพื้นผิวสัมผัส เช่น เรียบหรือขรุขระ
ชนิดของแรงเสียดทาน
แรงเสียดทานแบ่งได้ 2 ชนิด คือ
- แรงเสียดทานสถิต (static friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุยังอยู่นิ่งกับที่ ซึ่งจะมีค่าตั้งแต่ศูนย์จนถึงค่ามากที่สุด ซึ่งค่าที่มากที่สุดจะเกิดขณะที่วัตถุเริ่มจะเคลื่อนที่
- แรงเสียดทานจลน์ (kinetic friction) คือ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในขณะที่มีแรงมากระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ โดยแรงเสียดทานจลน์จะมีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิต
การลดแรงเสียดทาน
- การใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน
- ล้อ เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส
- บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน
- ตลับลูกปืน ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผวเรียบลื่นและกลิ้งได้ ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว เครื่องจักรแทบทุกชนิดจะต้องมีตลับลูกปืนใส่ในแกนหมุนของเครื่องยนต์
- การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ
- การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง ทำให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง
สมบัติของแรงเสียดทาน
1. แรงเสียดทานมีค่าเป็นศูนย์ เมื่อวัตถุไม่มีแรงภายนอกมากระทำ
2. ขณะที่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุ และวัตถุยังไม่เคลื่อนที่ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นมีขนาดต่างๆ กัน ตามขนาดของแรงที่มากระทำ และแรงเสียดทานที่มีค่ามากที่สุดคือ แรงเสียดทานสถิต เป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่
3. แรงเสียดทานมีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ
4. แรงเสียดทานสถิตมีค่าสูงกว่าแรงเสียดทานจลน์เล็กน้อย
5. แรงเสียดทานจะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับลักษณะของผิวสัมผัส ผิวสัมผัสหยาบหรือขรุขระจะมีแรงเสียดทานมากกว่าผิวเรียบและลื่น
6. แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับน้ำหนักหรือแรงกดของวัตถุที่กดลงบนพื้น ถ้าน้ำหนักหรือแรงกดมากแรงเสียดทานก็จะมากขึ้นด้วย
7. แรงเสียดทานไม่ขึ้นอยู่กับขนาดหรือพื้นที่ของผิวสัมผัส
ข้อดีของแรงเสียดทาน
แม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่ แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น
- ขณะที่รถแล่น จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ
- ยางรถยนต์ที่จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย เพื่อรีดน้ำขณะพื้นผิวเปียกไม่ให้คั่นระหว่างผิวสัมผัสระหว่างถนนกับยางจนทำให้แรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนนหายไปจนลื่น
- ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง
ข้อเสียของแรงเสียดทาน
แรงเสียดทานทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้า จึงต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก
การเพิ่มและลดแรงเสียดทาน
การลดแรงเสียดทาน ทำได้หลายวิธี ดังนี้
1. การใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ล้อ บุช และตลับลูกปืน
- ล้อ เป็นสิ่งจำเป็นมากสำหรับยานพาหนะทางบก เพราะสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส
- บุช เป็นโลหะทรงกระบอกกลวง ผิวเรียบ ลื่นทั้งสองด้าน
- ตลับลูกปืน ลักษณะเป็นลูกเหล็กกลมอยู่ในเบ้าที่รองรับ ผิวเรียบลื่นและกลิ้งได้ ทำให้วงแหวนทั้งสองหมุนได้รอบตัว เครื่องจักรแทบทุกชนิดจะต้องมีตลับลูกปืนใส่ในแกนหมุนของเครื่องยนต์
2. การใช้น้ำมันหล่อลื่นบริเวณข้อต่อ จุดหมุน และผิวหน้าสัมผัสต่าง ๆ
3. การลดแรงกดระหว่างผิวสัมผัส เช่น ลดจำนวนสิ่งของที่บรรทุกให้น้อยลง ทาให้การลากวัตถุให้เคลื่อนที่ด้วยแรงดึงน้อยลง
4. การทำให้ผิวสัมผัสเรียบลื่น เช่น การใช้ถุงพลาสติกหุ้มถุงทราย พื้นถนนที่เปียกจะลื่นกว่าพื้นถนนที่แห้ง
การเพิ่มแรงเสียดทาน
แม้ว่าแรงเสียดทานจะทาให้สิ้นเปลืองพลังงานมากในการทำให้วัตถุเคลื่อนที่ แต่ในบางกรณีแรงเสียดทานก็มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น
1. ขณะที่รถแล่น จะต้องมีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนน เพื่อทำให้รถเคลื่อนที่ไปได้ตามทิศทางที่ต้องการ
2. ยางรถยนต์ที่จำเป็นต้องมีดอกยางเป็นลวดลาย เพื่อรีดน้ำขณะพื้นผิวเปียกไม่ให้คั่นระหว่างผิวสัมผัสระหว่างถนนกับยางจนทำให้แรงเสียดทานระหว่างล้อกับถนนหายไปจนลื่น
3. ขณะหยุดรถหรือเบรกให้รถหยุดหรือแล่นช้าลง จะต้องเกิดแรงเสียดทาน เพื่อทำให้ล้อหยุดหมุนหรือหมุนช้าลง
4. การเดิน การวิ่ง ต้องการแรงเสียดทานมาช่วยในการเคลื่อนที่ ดังนั้น จึงควรใส่รองเท้าพื้นยาง ไม่ควรใส่รองเท้าพื้นไม้ เพราะรองเท้าพื้นยางให้แรงเสียดทานกับพื้นทางเดินได้มากกว่าพื้นรองเท้าที่เป็นไม้ ทำให้เดินได้ง่ายกว่าและเร็วกว่าโดยไม่ลื่นไถล นอกจากนี้พื้นรองเท้าต้องมีลวดลาย เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส
อ้างอิง
- http://www.merriam-webster.com/dictionary/friction
- ; E. Russel Johnston, Jr. (1996). Vector Mechanics for Engineers (Sixth ed.). McGraw-Hill. p. 397. ISBN .
- Meriam, J. L.; L. G. Kraige (2002). Engineering Mechanics (fifth ed.). John Wiley & Sons. p. 328. ISBN .
- Ruina, Andy; Rudra Pratap (2002). Introduction to Statics and Dynamics (PDF). Oxford University Press. p. 713.
- Hibbeler, R. C. (2007). Engineering Mechanics (Eleventh ed.). Pearson, Prentice Hall. p. 393. ISBN .
- Soutas-Little, Robert W.; Inman, Balint (2008). Engineering Mechanics. Thomson. p. 329. ISBN .
แหล่งข้อมูลอื่น
- Static friction
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
aerngesiydthan hrux khwamesiydthan xngkvs friction epnaerngthitankarekhluxnthiechingsmphththkhxngphunphiwthiepnaekhng chnkhxngehlw aelaxngkhprakxbkhxngwtthuthiithlinthisthangtrngknkhamsungknaelakn aerngesiydthanaebngidhlaypraephth idaek aerngesiydthanchnidaehng tankarekhluxnthismphththkhxngkhxngkhxngaekhngthismphskn aerngesiydthanchnidaehngaebngxxkepn aerngesiydthansthit rahwangphunphiwthiimmikarekhluxnthi aela aerngesiydthancln rahwangphunphiwthikalngekhluxnthiaerngesiydthaninkhxngihl xthibayaerngesiydthanrahwangchnkhxngkhxngihlthimikhwamhnud sungekhluxnthismphnthsungknaelaknaerngesiydthanhlxlun epnkrnikhxngaerngesiydthaninkhxngihl thimisarhlxlunaethrkrahwangsxngphunphiwthiepnkhxngaekhngaerngesiydthanthiphiw epnxngkhprakxbkhxng aerngtxtankarekhluxnthiodykhxngihlekhaipkhwangbnthwthngphunphiwkhxngwtthuaerngesiydthanphayin epnaerngthitankarekhluxnthirahwangswnprakxbtang phayinthithakhunepnwtthuthiepnkhxngaekhng khnathiwtthunnekidphaphrwmaerngesiydthan khuxaerngthitan hruxaenwonmkhxngkarekhluxnthidngklaw khxngsxngxyangthismphskn mkcaekidtrngkhamkbaerngthithaihwtthuekhluxnthiesmx phiwhnasmphs cungchwyldaerngesiydthanid odykhnadkhxngaerngesiydthancamakhruxnxy khunxyukb aernghruxnahnkthikdlngipbnphunphiwsmphs sungaerngnicatngchakkbphiwsmphs thaaerngkdthbnimak aerngesiydthankcamikhamakdwy lksnakhxngphiwsmphsnn thaphiwsmphsnneriyblun aerngesiydthankcamikhanxy thaphiwsmphshyabhruxkhrukhra aerngesiydthankcamikhamaklksnakhxngaerngesiydthan1 aerngesiydthannnimkhunkbcanwnphunthiphiwsmphs 2 aerngesiydthannnimkhunkbkhwamerwthiwtthuekhluxnthi aelayngmithistrngkhamkarekhluxnthikhxngwtthu 3 aerngesiydthankhunxyukbaerngthiwtthukdphuninaenwthitngchakhruxaerngptikiriyakhxngphuninaenwthitngchak 4 aerngesiydthankhunkbphunphiwsmphs echn eriybhruxkhrukhrachnidkhxngaerngesiydthanaerngesiydthanaebngid 2 chnid khux aerngesiydthansthit static friction khux aerngesiydthanthiekidkhuninkhnathimiaerngmakrathatxwtthuaelwwtthuyngxyuningkbthi sungcamikhatngaetsunycnthungkhamakthisud sungkhathimakthisudcaekidkhnathiwtthuerimcaekhluxnthi aerngesiydthancln kinetic friction khux aerngesiydthanthiekidkhuninkhnathimiaerngmakrathatxwtthuaelwwtthuekhluxnthidwykhwamerwkhngthi odyaerngesiydthanclncamikhanxykwaaerngesiydthansthitkarldaerngesiydthankarichxupkrntang echn lx buch aelatlblukpun lx epnsingcaepnmaksahrbyanphahnathangbk ephraasamarthldaerngesiydthanrahwangphiwsmphs buch epnolhathrngkrabxkklwng phiweriyb lunthngsxngdan tlblukpun lksnaepnlukehlkklmxyuinebathirxngrb phweriyblunaelaklingid thaihwngaehwnthngsxnghmunidrxbtw ekhruxngckraethbthukchnidcatxngmitlblukpunisinaeknhmunkhxngekhruxngynt karichnamnhlxlunbriewnkhxtx cudhmun aelaphiwhnasmphstang karldaerngkdrahwangphiwsmphs echn ldcanwnsingkhxngthibrrthukihnxylng thaihkarlakwtthuihekhluxnthidwyaerngdungnxylngsmbtikhxngaerngesiydthan1 aerngesiydthanmikhaepnsuny emuxwtthuimmiaerngphaynxkmakratha 2 khnathimiaerngphaynxkmakrathatxwtthu aelawtthuyngimekhluxnthi aerngesiydthanthiekidkhunmikhnadtang kn tamkhnadkhxngaerngthimakratha aelaaerngesiydthanthimikhamakthisudkhux aerngesiydthansthit epnaerngesiydthanthiekidkhunemuxwtthuerimekhluxnthi 3 aerngesiydthanmithisthangtrngknkhamkbkarekhluxnthikhxngwtthu 4 aerngesiydthansthitmikhasungkwaaerngesiydthanclnelknxy 5 aerngesiydthancamikhamakhruxnxykhunxyukblksnakhxngphiwsmphs phiwsmphshyabhruxkhrukhracamiaerngesiydthanmakkwaphiweriybaelalun 6 aerngesiydthankhunxyukbnahnkhruxaerngkdkhxngwtthuthikdlngbnphun thanahnkhruxaerngkdmakaerngesiydthankcamakkhundwy 7 aerngesiydthanimkhunxyukbkhnadhruxphunthikhxngphiwsmphskhxdikhxngaerngesiydthanaemwaaerngesiydthancathaihsinepluxngphlngnganmakinkarthaihwtthuekhluxnthi aetinbangkrniaerngesiydthankmipraoychntxkarekhluxnthikhxngyanphahna echn khnathirthaeln catxngmiaerngesiydthanrahwanglxkbthnn ephuxthaihrthekhluxnthiipidtamthisthangthitxngkar yangrthyntthicaepntxngmidxkyangepnlwdlay ephuxridnakhnaphunphiwepiykimihkhnrahwangphiwsmphsrahwangthnnkbyangcnthaihaerngesiydthanrahwanglxkbthnnhayipcnlun khnahyudrthhruxebrkihrthhyudhruxaelnchalng catxngekidaerngesiydthan ephuxthaihlxhyudhmunhruxhmunchalngkhxesiykhxngaerngesiydthanaerngesiydthanthaihwtthuekhluxnthicha cungtxngichaerngmakkhunephuxexachnaaerngesiydthanthaihsinepluxngphlngnganmakkarephimaelaldaerngesiydthankarldaerngesiydthan thaidhlaywithi dngni 1 karichxupkrntang echn lx buch aelatlblukpun lx epnsingcaepnmaksahrbyanphahnathangbk ephraasamarthldaerngesiydthanrahwangphiwsmphs buch epnolhathrngkrabxkklwng phiweriyb lunthngsxngdan tlblukpun lksnaepnlukehlkklmxyuinebathirxngrb phiweriyblunaelaklingid thaihwngaehwnthngsxnghmunidrxbtw ekhruxngckraethbthukchnidcatxngmitlblukpunisinaeknhmunkhxngekhruxngynt 2 karichnamnhlxlunbriewnkhxtx cudhmun aelaphiwhnasmphstang 3 karldaerngkdrahwangphiwsmphs echn ldcanwnsingkhxngthibrrthukihnxylng thaihkarlakwtthuihekhluxnthidwyaerngdungnxylng 4 karthaihphiwsmphseriyblun echn karichthungphlastikhumthungthray phunthnnthiepiykcalunkwaphunthnnthiaehngkarephimaerngesiydthanaemwaaerngesiydthancathaihsinepluxngphlngnganmakinkarthaihwtthuekhluxnthi aetinbangkrniaerngesiydthankmipraoychntxkarekhluxnthikhxngyanphahna echn 1 khnathirthaeln catxngmiaerngesiydthanrahwanglxkbthnn ephuxthaihrthekhluxnthiipidtamthisthangthitxngkar 2 yangrthyntthicaepntxngmidxkyangepnlwdlay ephuxridnakhnaphunphiwepiykimihkhnrahwangphiwsmphsrahwangthnnkbyangcnthaihaerngesiydthanrahwanglxkbthnnhayipcnlun 3 khnahyudrthhruxebrkihrthhyudhruxaelnchalng catxngekidaerngesiydthan ephuxthaihlxhyudhmunhruxhmunchalng 4 karedin karwing txngkaraerngesiydthanmachwyinkarekhluxnthi dngnn cungkhwrisrxngethaphunyang imkhwrisrxngethaphunim ephraarxngethaphunyangihaerngesiydthankbphunthangedinidmakkwaphunrxngethathiepnim thaihedinidngaykwaaelaerwkwaodyimlunithl nxkcakniphunrxngethatxngmilwdlay ephuxephimaerngesiydthanrahwangphiwsmphsxangxinghttp www merriam webster com dictionary friction E Russel Johnston Jr 1996 Vector Mechanics for Engineers Sixth ed McGraw Hill p 397 ISBN 0 07 297688 8 Meriam J L L G Kraige 2002 Engineering Mechanics fifth ed John Wiley amp Sons p 328 ISBN 0 471 60293 0 Ruina Andy Rudra Pratap 2002 Introduction to Statics and Dynamics PDF Oxford University Press p 713 Hibbeler R C 2007 Engineering Mechanics Eleventh ed Pearson Prentice Hall p 393 ISBN 0 13 127146 6 Soutas Little Robert W Inman Balint 2008 Engineering Mechanics Thomson p 329 ISBN 0 495 29610 4 aehlngkhxmulxunStatic frictionbthkhwamfisiksniyngepnokhrng khunsamarthchwywikiphiediyidodykarephimetimkhxmuldk