안녕하십니까?

마찰에대하여 질문이 많이 올라와 간단한 개념하나를 설명드리겠습니다.
(물론 답변은 이수님께서 잘하셨으므로 제가 부연할 필요는 없겠지요)

흔히 마찰은 면과 면이 접촉하기 때문에 작용하게 됩니다.
이렇한 마찰은 정지마찰과 운동마찰의 두가지가 있습니다. 그런데 움직이는 물체에 작용하는 물체는 무조건 운동마찰력이고 정지한 물체에 작용하는 마찰력은 무조건 정지마찰력이라고 생각하기가 쉽습니다. 과연 그럴까요?

아닙니다. 그렇게 생각하면 틀리기가 쉽습니다.

마찰에 있어서 "정지"와 "운동"은 접촉면을 기준으로 생각하셔야 합니다.
즉, 마찰이 작용하는 접촉한 두 면이 서로 상대방 면에 대하여 "이동하느냐 이동하지 않느냐"로 정지마찰력과 운동마찰력을 구별해야 합니다.

예를 들어, 자동차가 움직일 때, 바퀴와 지면 사이에 작용하는 마찰력은 정지마찰력일까요 아니면 운동마찰력일까요?

비록 자동차는 움직이지만 자동차가 움직이기 위해서는 타이어와 지면이 접촉한 부분이 상대적으로 움직이지 않아야 합니다. 그래서 이 경우에는 정지마찰력이 됩니다. 즉 정지마찰력이 지속적으로 작용해 자동차를 앞으로 가게 만들게 되는 것입니다. 마찰이 아애 없다면 구름운동을 할 수 없겠지요.
반면 빙판과 같은 곳에서는 자동차 바퀴가 헛돌게 됩니다. 이때 작용하는 마찰력이 운동마찰력이 됩니다.

그래서 바퀴나 원통과 같은 것이 굴러갈 때 작용하는 마찰력(구름마찰)은 정지마찰력이고 미끄러질 때 작용하는 마찰력은 운동마찰력이 됩니다.

마찰의 개념은 "마찰면의 상대운동"으로 정의 된다는 점 꼭 기억하십시오.

감사합니다.

이문수님의 글
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안년하십니까.
제가 기초적인 지식이 부족하여 다음과 같은 질문을 드립니다.
먼저 마찰계수의 정의에 대해서 질문을 드립니다.

첫째, 제가 알기로는 마찰계수는 일반적으로 물체에 따라 일정한 범위의 값을 가지고 있는 것으로 알고 있습니다. 그리고 마찰계수는 하나의 면이 다른 한 면과 접촉하고 있을때 서로의 상대적인 운동을 방해하는 힘인 마찰력에서 구해지는 것으로 알고 있습니다. 이럴 경우 상대면의 상태(마찰계수)에 따라서 구하고자하는 면의 마찰력이 틀려지는지...(마찰계수가 달라지는지...)

둘째 마찰계수를 구하는 방법
상대면의 마찰력을 고려하여 구하고자 하는 마찰면의 마찰계수를 구하려면 일정한 기준이 있어야 원하는 값을 구할수가 있을것 같은데 이러한 기준을 정하는 규경이 있는지...

셋째 예를 들어 Steel의 마찰계 μ=0.1 이라고 하면 0.1의 의미는 무엇입니까

이상의 질문에 대해서 답변을 주시면 감사하겠습니다.

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첫번째
마찰은 면과 면의 접촉에 의해 발생되며 표면거칠기, 윤활상태, 접촉금속간의 친화성 등에 의해 달라짐니다.

두번째
측정 방법에 대한 규정이 있는지는 모르겠네요. 워낙 원초적인 거라.
위에서 말했듯이 마찰계수는 재질간에 다르고 측정재의 상태에 따라 많은 차이기 있어 특별히 규정이 있다하더라도 모든 상황을 고려하여 데이터화 한다는 것이 무슨 의미가 있을 까요.
기본적인 원리는 세번째 답변과 동일합니다.

세번째

판재위에 측정하고자 하는 물체를 올려놓고 한쪽을 천천히 들면 어느 각도에서 미끄럼이 발생할 것입니다. 이때의 각도를 theta라고 하면 마찰계수 mu = tan^-1 theta가 됩니다.
TIP.
마찰계수에는 정지마찰 계수와 동마찰계수가 있으며 동마찰 계수가 정지마찰 계수 보다 작으며 정지마찰계수가 크면 동마찰 계수도 커지는 경향이 있습니다.