חיכוך

חיכוך הוא השם הכולל למשפחה של כוחות דיסיפטיביים הקמים כאשר שני משטחים נלחצים זה אל זה ואחד מהם מנסה להחליק כנגד האחר. ברמה המאקרוסקופית הוא נתפס על ידי שני מספרים — מקדם החיכוך הסטטי μ_s, הקובע את הכוח המרבי שהמשטחים יכולים להפעיל לפני שהם נחלצים, ומקדם החיכוך הקינטי μ_k, הקובע את הכוח בזמן ההחלקה. שניהם פרופורציונליים לכוח הנורמלי הלוחץ את המשטחים יחד, לא לשטח המגע — עובדה אמפירית מפתיעה שנרשמה לראשונה באופן מוצק על ידי גיום אמונטון ב־1699.

ברמה המיקרוסקופית, החיכוך הוא התוצאה השקולה של אינספור אינטראקציות זעירות בין הגבשושיות (נקודות השיא) של שני המשטחים. אפילו משטח מתכתי מלוטש היטב נראה משונן בסדר הננומטר, וכששני משטחים כאלה נוגעים הם באים במגע רק בקבוצה דלילה של נקודות. כשהם מחליקים, נקודות המגע הללו מתעוותות, מתרתכות בקור לרגע, ונתלשות מחדש, כשכל אירוע ממיר כמות זעירה של אנרגיה מכנית לתנועה תרמית של האטומים. התוצאה המאקרוסקופית היא כוח גרר שנראה פרופורציונלי לכוח הנורמלי ובערך בלתי תלוי במהירות.

חיכוך הוא המנגנון שבאמצעותו כמעט כל המערכות המכניות היומיומיות מאבדות אנרגיה. זהו מדוע דיסקות הוקי מאטות, מדוע בלמים פועלים, ומדוע האוויר מתחמם מעט במשב רוח. הוא גם המנגנון שבאמצעותו כמעט כל דבר מכני שימושי קורה: הליכה, כתיבה, טיפוס, אחיזה, קשירת קשרים ונהיגה במכונית — כולם תלויים בחיכוך בין משטחים שמתנהג כפי שחוקי אמונטון אומרים.