Friktionsgränsen

Friktionsgränsen är den maximala kraft som kan utvecklas mellan två ytor i kontakt utan att de börjar glida i förhållande till varandra. Den beskriver övergången från stillasittande eller kollektivt låst tillstånd till rörelse när en yttre kraft överstiger det som friktionen kan motstå. Termen används främst inom klassisk mekanik för att förklara hur mycket tangentiell belastning som kan hållas utan glidning.

I modellform används ofta statisk friktion F_s,max = μ_s N, där μ_s är den statiska friktionskoefficienten och N är normalkraften mellan ytorna (oftast N ≈ m g i horisontell användning). F_s,max är friktionens gräns; medan den kvarstår inom stillastående läge kan friktionskraften variera från 0 upp till F_s,max utan att rörelse uppstår. När den tangentiella kraften överstiger F_s,max uppstår glidning och friktionen övergår till kinetisk friktion.

Efter glidning följer vanligtvis F_k = μ_k N, där μ_k är den kinetiska friktionskoefficienten. Den kinetiska friktionen är oftast lägre än den statiska, vilket förklarar varför det krävs mindre kraft för att upprätthålla rörelse än att initiera den. Friktionsgränsen beror därmed inte på konstant valt värde utan på ytorna och deras tillstånd.

Faktorer som påverkar friktionsgränsen inkluderar ytråhet, kontaktarea, belastning, temperatur, fukt, smörjmedel och hastighet på rörelsen. Förändringar i något av dessa kan höja eller sänka μ_s och därigenom friktionens gräns.

Användningsområden för friktionsgränsen sträcker sig från ingenijörsdesign över maskinkomponenter till geofysiska processer som friktionsförhållanden i bergsprickor och jordskors.