Gränsfriktion

Gränsfriktion, eller statisk friktion vid gränsen, är den maximala friktionskraft som uppstår mellan två ytor i kontakt när de står stilla relativt varandra eller när de precis håller på att börja glida. Den uppnås när gränsen till glidning nås. Den statiska gränsfriktionen följer vanligtvis F_s,max = μ_s N, där μ_s är den statiska friktionskoefficienten och N är normalfriktningen. Eftersom friktion i vila kan anta värden mellan 0 och μ_s N kan den uppvisa flera olika motkrafter utan att ytorna börjar glida.

När rörelse väl startar övergår friktion till kinetisk friktion, med F_k = μ_k N, där μ_k är den kinetiska friktionskoefficienten och ofta μ_k < μ_s. Faktorer som påverkar gränsfriktion är materialens ytor, ytornas grovhet (asperitet), tryckbelastning, temperatur samt eventuella beläggningar eller smörjning. Gränsfriktion är, för ett givet par av material, inte direkt beroende av det område som är i kontakt utan av den verkliga kontaktytan och de interaktioner som uppstår mellan ytorna.

Användningar omfattar när man designar bromsar och kopplingar, däckttraction, gripkraft i verktyg och olika biomekaniska sammanhang där kroppens eller kroppsvätskor påverkar friktionen. Ett vanligt elevexempel är en lutande yta där glid startar när m g sin θ överstiger μ_s m g cos θ, vilket ger θ_cr = arctan μ_s.

Sammanfattningsvis beskriver gränsfriktion hur mycket friktion som krävs för att hålla ett föremål stilla under varierande belastning och hur den övergår när rörelse uppträder.