Angle of Friction vs Angle of Repose
Friksjonsvinkel og hvilevinkel er to svært viktige størrelser målt i friksjon. Disse to størrelsene har en stor betydning innen felt som statikk og dynamikk til faste legemer og statikk av granulat. I denne artikkelen skal vi diskutere hva friksjonsvinkel og hvilevinkel er, deres definisjoner, anvendelser av disse vinklene, likhetene og til slutt forskjellen mellom friksjonsvinkel og hvilevinkel.
Hva er friksjonsvinkel?
Friksjon er sannsynligvis den vanligste motstandskraften vi opplever hver dag. Friksjon er forårsaket av kontakt mellom to ru overflater. Friksjon har fem moduser. Tørr friksjon oppstår mellom to faste legemer; væskefriksjon er også kjent som viskositet; smurt friksjon der to faste stoffer er atskilt av et væskelag; hudfriksjon motsetter seg et fast stoff i bevegelse i en væske, og indre friksjon får de indre komponentene til et fast stoff til å lage friksjon. Imidlertid er begrepet "friksjon" mest brukt i stedet for tørr friksjon. Dette skyldes at de grove mikroskopiske hulrommene på hver av overflatene passer til hverandre og nekter å bevege seg. Den tørre friksjonen mellom to flater avhenger av friksjonskoeffisienten og den reaktive kraften vinkelrett på planet som virker på objektet. Den maksimale statiske friksjonen mellom to overflater er bare litt høyere enn den dynamiske friksjonen. Siden, for en gitt to faste overflater, friksjonen kun avhenger av den reaktive kraften mellom de to flatene, kan ligningen F=µ R oppnås. Det må legges merke til at friksjonen er uavhengig av kontaktflaten til to flater. Hvis begrepet µ skrives som vinkel Tan (θ), er θ definert som friksjonsvinkelen mellom de to flatene. Siden Tan (θ) er lik forholdet mellom F og R, er vinkelen θ vinkelen mellom den horisontale linjen og den resulterende kraften til F og R.
Hva er Angle of Repose?
Hvilevinkel er en egenskap ved granulære materialer, som er forbundet med friksjon. Hvilevinkelen er den bratteste nedstignings- eller fallvinkelen til skråningen i forhold til horisontalplanet, når materialet på skråningsflaten er på randen av å gli. Denne vinkelen kan teoretisk sett ta verdier fra 0 grader til 90 grader. Hvilevinkelen er en svært viktig egenskap for granulære materialer siden den bestemmer hvor høyt og hvor bredt et materiale vil spre seg. Snø, sand og sedimentsteiner kan tas som slike materialer. Hvilevinkelen er direkte avhengig av materialets maksimale friksjonsvinkel.
Hva er forskjellen mellom hvilevinkel og friksjonsvinkel?
• Friksjonsvinkel er definert for solide materialer med stive kropper. Hvilevinkel er definert kun for granulære materialer.
• Friksjonsvinkel er en hypotetisk vinkel mellom den resulterende kraften og horisonten. Hvilevinkel er en reell vinkel som kan måles.
