Skip to main content

חיכוך

החיכוך הוא כוח שבאמצעותו מתארים ומסבירים בפיזיקה את האינטראקציה שבין משטחים צמודים כאשר מופעל עליהם כוח חיצוני (או רכיב שלו) במקביל למשטחים. המשטחים יכולים לנוע זה ביחס לזה או להישאר במנוחה ("לנסות" לנוע) כאשר הם נדחפים או נמשכים על ידי הכוח החיצוני. לדוגמה: כוח החיכוך פועל בין שתי כפות הידיים כאשר משפשפים אותן זו בזו, בין הגפרור בעת הצתתו לבין קופסת הגפרורים, בעת הליכה ונסיעה על כביש, בשעת נגינה בכלי קשת ועוד.

בפיזיקה מבחינים בין שני סוגי חיכוך:חיכוך סטטי - הוא החיכוך הפועל בין שני משטחים שאינם נעים זה יחסית לזה למרות שהם נדחפים (או נמשכים) זה ביחס לזה בכיוון אופקי. גודלו של כוח החיכוך הסטטי גדל מאפס עד לערך מקסימלי מסוים התלוי בחומרים מהם עשויים הגופים המתחככים. כאשר הכוח החיצוני גדול מערך מקסימלי זה יתחילו הגופים לנוע האחד ביחס לשני. במצב זה, כאשר שני הגופים מחליקים זה ביחס לזה כוח החיכוך נקרא בשם חיכוך קינטי.

תופעות הקשורות בחיכוך ידועות לאנושות עוד מהתקופה הפרהיסטורית, אבל רק במאה ה-15 התחיל ליאונרדו דה וינצי לערוך ניסויים מדעיים בכוח החיכוך. חוקי החיכוך הסטטי נוסחו על ידי ג'יום אמונטון ב-1699 וחוקי החיכוך הקינטי נוסחו ב-1785 על ידי שארל אוגוסטן דה קולון.

כוח החיכוך פועל תמיד בכיוון משיק למשטח. נהוג לסמן את כוח החיכוך בעזרת האות f (עבור המילה האנגלית friction- חיכוך).כוח החיכוך פרופורציונלי בדרך כלל לכוח הלחיצה שבין הגופים המתחככים זה בזה כלומר לכוח הנורמלי הפועל ביניהם. מכאן שהביטוי המתמטי לגודלו של כוח החיכוך הוא f=m×N. האות m נקראת "מקדם החיכוך" שהוא מספר המאפיין את החומרים מהם עשויים משטחי הגופים המתחככים. מקדם החיכוך הקינטי קטן בדרך כלל ממקדם החיכוך הסטטי המקסימלי (כלומר הערך הגבולי שמעבר לו תתחיל החלקה בין הגופים).

בעבר סברו כי מקורו של כוח החיכוך הוא בחספוס של שני המשטחים (מעין "שיני משור" המקשים על המשיכה של האחד ביחס לזולתו) ואילו כיום מקובל להסביר את החיכוך באמצעות מודל ה"דביקות" (כלומר, כוח החיכוך נובע מכוחות בין מולקולאריים הפועלים בין המולקולות של משטח אחד למולקולות של המשטח האחר).

כוח החיכוך תמיד מתנגד לתנועה בין הגופים המתחככים אבל במקרים מסויימים הוא גורם להיווצרות של תנועה ביחס לגוף אחר. כך למשל, כאשר מלצר הנושא מגש ועליו כוסות מתחיל לנוע, כוח החיכוך הפועל בין הכוסות לבין המגש מונע את החלקתן ביחס למגש אך מאפשר להן להתחיל לנוע ביחס לרצפה יחד עם המלצר. להקטנת החיכוך בין חלקי מכונות נהוג להשתמש בנוזלי סיכה.לחיכוך יש השלכות טכנולוגיות רבות ולמדע העוסק בחקר החיכוך השחיקה והשימון קוראים טריבולוגיה (Tribology).

נוצר בתאריך: 11/09/08
עודכן בתאריך: 18/11/12