Frictional Force, Friction   마찰력, 마찰

1. 마찰력 (frictional force)

  ㅇ 접촉면을 따라 물체의 운동을 방해하는 힘(Force)


2. 마찰력의 특징

  ㅇ 마찰력의 방향은 물체의 운동방향과 반대
  ㅇ 접촉면에 평행한 방향으로 작용
  ㅇ 접촉면 크기와 무관

  ※ 마찰력은 비보존력임
     - 역학적 에너지가 소모되는 힘


3. 마찰력의 요인

  ㅇ 역학적 저항력
     - 접촉면의 요철을 넘을 때의 저항력

  ㅇ 분자 간 힘
     - 접촉하는 물체 표면 분자끼리 서로 당기면서 생기는 저항력


4. 마찰력의 구분

  ㅇ 정지 마찰력 (static frictional force)
     - 물체가 움직이려고하는 것을 방해하는 마찰력

     - 최대정지마찰력 (maximum force of static frictional) : 정지 마찰력의 최대값
        . 이보다 큰 힘이 작용하면, 갑자기 움직이기 시작함

  ㅇ 운동 마찰력 (kinetic frictional force)
     - 물체가 운동하고 있을 때, 접촉면을 따라 운동을 방해하는 마찰력


5. 마찰력의 실험적 관계식

  ㅇ 최대정지마찰력 f, 운동마찰력 f의 크기는,
     - 물체에 작용하는 수직 항력(Normal Force) N의 크기에 비례

     - 최대 정지 마찰력 :  f ≤ μN 또는 f = μN 
        . μ : 정지 마찰계수 (static friction coefficient)

     - 운동 마찰력      :  f = μN
        . μ : 운동 마찰계수 (kinetic friction coefficient)

     * 위에서, 수직력 즉, 수직 항력 (Normal Force)은,
        . 물체 접촉 면에 수직 윗 방향으로 작용하는 항력
        . 즉, 바닥이 물체를 떠받치는 힘을 말함


6. 마찰의 종류

  ㅇ 비선형적 마찰
     - 정지 마찰 (Static Friction)
        . 막 움직이기 시작할때 만 나타나는 방해력
        

     - 쿨롱 마찰 (Coulomb Friction)
        . 속도의 크기 보다는, 운동방향에 반대되는(저항하는) 방향의 마찰
        

     - 뉴턴의 마찰
        . 속도의 제곱에 비례
           .. f(t) = - bv2

  ㅇ 선형적 마찰
     - 점성 마찰 (Viscous Friction)
        . 인가된 힘과 속도 사이에 선형적 관계