ઘર્ષણ એટલે શું? સ્થિત ઘર્ષણ બળ સમજાવો.

(N/A) બે સંપર્ક સપાટીઓ વચ્ચે થતી સાપેક્ષ ગતિ અથવા સાપેક્ષ ગતિની શક્યતાનો વિરોધ કરતા બળને ઘર્ષણ કહે છે.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,એક પદાર્થને સમક્ષિતિજ સપાટી પર મૂકવામાં આવ્યો છે. વજન $(W)$ અને લંબબળ $(N)$ એકબીજાને સંતુલિત કરે છે. ધારો કે પદાર્થ પર સમક્ષિતિજ બળ $F$ લગાડવામાં આવે છે.
જો પદાર્થ પર માત્ર $F$ બળ લાગતું હોત,તો ખૂબ નાના મૂલ્ય માટે પણ પદાર્થ $a = F/m$ પ્રવેગથી ગતિ કરત. પરંતુ,અહીં પદાર્થ સ્થિર રહે છે,તેથી વિરુદ્ધ દિશામાં એક બળ હોવું જોઈએ જે પરિણામી બળને શૂન્ય બનાવે.
સંપર્ક સપાટીને સમાંતર લાગતા આ બળને ઘર્ષણ બળ $(f_s)$ કહે છે. જ્યારે પદાર્થ પર બાહ્ય બળ લગાડવામાં આવે ત્યારે ઘર્ષણ બળ અસ્તિત્વમાં આવે છે.
જેમ બાહ્ય બળ $(F)$ વધે છે,તેમ સ્થિત ઘર્ષણ બળ પણ એક ચોક્કસ મર્યાદા સુધી વધે છે અને પદાર્થને સ્થિર રાખે છે. ઘર્ષણ બળ એ 'થનારી ગતિ' (impending motion) નો વિરોધ કરે છે. થનારી ગતિ એટલે એવી ગતિ જે ઘર્ષણની ગેરહાજરીમાં થાત.
જેમ બાહ્ય બળનું મૂલ્ય વધે છે,તેમ ઘર્ષણ બળ પણ પોતાનું મૂલ્ય બદલે છે,તેથી તેને સ્વયં-સમાયોજિત બળ (self-adjusting force) કહે છે. જ્યારે પદાર્થ ગતિ કરવાની તૈયારીમાં હોય,ત્યારે ઘર્ષણ બળ તેના મહત્તમ મૂલ્ય પર પહોંચે છે,જેને મહત્તમ સ્થિત ઘર્ષણ બળ $(f_{s,max})$ કહે છે.
સ્થિત ઘર્ષણના નિયમો:
$(1)$ મહત્તમ સ્થિત ઘર્ષણ બળ સપાટીઓના સંપર્ક ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખતું નથી.
$(2)$ મહત્તમ સ્થિત ઘર્ષણ બળ લંબબળ $(N)$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
તેથી,$f_{s,max} \propto N$,એટલે કે $f_{s,max} = \mu_s N$,જ્યાં $\mu_s$ એ સ્થિત ઘર્ષણાંક છે.
$\mu_s$ નું મૂલ્ય સંપર્ક સપાટીઓના પ્રકાર,પદાર્થ અને તાપમાન પર આધાર રાખે છે. તે એકમરહિત અને પરિમાણરહિત છે,જેનું મૂલ્ય સામાન્ય રીતે $0.01$ થી $1.5$ ની વચ્ચે હોય છે. જો પદાર્થ ગતિ ન કરતો હોય,તો $f_s \leq \mu_s N$ થાય.