Statinė trintis yra jėga, kuri priešinasi dviejų objektų judėjimui vienas prieš kitą, kai objektai iš pradžių yra ramybėje. Paprastas pavyzdys yra medinis blokas, sėdintis ant rampos – reikia pritaikyti jėgą, kad blokas nuslystų rampa. Kitas terminas – kinetinė trintis – taikoma jėgai, kuri priešinasi objektams, kurie jau juda vienas prieš kitą. Šių jėgų stiprumas gali būti apskaičiuotas ir žinomas kaip trinties koeficientas. Realiose situacijose statinės trinties koeficientas beveik visada yra didesnis nei kinetinės trinties koeficientas, tačiau kruopščiai kontroliuojamų eksperimentų metu, kai objektų paviršiai buvo kruopščiai nuvalyti, jie paprastai yra vienodi.
Paprastai, didėjant jėgai, veikiančiai objektą ant paviršiaus, statinė trinties jėga iš pradžių padidės, kad atitiktų ją, todėl objektas nejuda. Tačiau po tam tikro taško objektas pradės judėti, o šiuo metu trinties jėga sumažės, todėl reikia mažiau jėgos, kad objektas judėtų. Pavyzdžiui, trinties jėga gali atitikti taikomą jėgą iki 50 niutonų – jėga matuojama niutonais (N) –, bet vėliau ji gali sumažėti iki 40 N. Todėl norint gauti objektą reikia kiek daugiau nei 50 N jėgos. juda, bet vėliau pakaks kiek daugiau nei 40 N.
Koeficiento apskaičiavimas
Statinės trinties koeficientus galima apskaičiuoti bet kuriai kietai medžiagai ar medžiagų porai. Todėl koeficiento vertė gali būti taikoma medienai ant medžio, plienui ant plieno arba plienui ant medžio. Vienas iš būdų, kaip apskaičiuoti medžiagų poros vertę, yra vienos medžiagos blokas pastatyti ant rampos, pagamintos iš kitos – vienos medžiagos atveju blokas ir rampa būtų pagaminti iš tos pačios medžiagos. Nuolydis ant rampos palaipsniui didinamas, kol blokas nuslysta žemyn. Tada kampas, kuriuo tai vyksta, gali būti naudojamas statinės trinties koeficientui apskaičiuoti.
Koeficientas, naudojamas formulėse ir lygtyse, pateikiamas simboliu μ – graikiška raidė mu. Šiems dviems atskirti paprastai naudojamas apatinis indeksas: μs rodo statinę trintį, o μk reiškia kinetinę trintį. Pavyzdžiui, plieno ant plieno μs yra 0.74, o šios medžiagos μk yra 0.57. Šios vertės skirtos tipiškoms realaus gyvenimo situacijoms ir gali šiek tiek skirtis, atsižvelgiant į aplinkybes. Kadangi μs vertę gali paveikti paviršiaus nelygumai, nešvarumai ir kitų medžiagų pėdsakai, μk reikšmė laikoma tikslesne ir paprastai pateikiama tada, kai reikalingas paprastas trinties koeficientas.
Trintį įtakojantys veiksniai
Statinę trintį lemia daugybė veiksnių, tačiau dažniausiai svarbiausias yra paviršių šiurkštumas. Net ir išlyginus, skirtingos medžiagos skirsis dėl smulkių paviršių detalių. Praktiškai nė vienas paviršius nėra visiškai lygus, tačiau kai kurie turės didesnių nelygumų nei kiti. Skirtumas kai kuriais atvejais yra akivaizdus: pavyzdžiui, šilko lakštas turi labai lygią tekstūrą, kuri sukuria mažiau trinties, o sausas asfaltuotas kelias yra šiurkštus, sukuriantis didesnį atsparumą judėjimui. Kiti veiksniai yra elektrostatinė trauka ir silpnų cheminių ryšių, galinčių susidaryti tarp paviršių, tipai.
Pavyzdžiai
Daugelis žmonių yra susipažinę su statine trintimi, nes su ja susiduria beveik kasdien; pavyzdžiui, tai būna darbe, kai kas nors stumdo knygą per stalą. Iš pradžių reikia įdėti nedidelę jėgą, kad knyga pajudėtų, tačiau jai pajudėjus atsiranda kinetinė trintis ir reikės mažiau pastangų norint ją pajudinti. Reikalingos jėgos dydis gali skirtis priklausomai nuo aplinkybių. Pavyzdžiui, jei ant knygos yra bibliotekos viršelis ir ji sušlapo, šlapiai knygai judėti reikės daugiau jėgos, o visiškai nauja knyga minkštais viršeliais gali labai lengvai slysti ant sauso medinio stalo su lakuotu paviršiumi.
Yra daugybės įprastų medžiagų ir jų derinių statinių ir kinetinių trinties koeficientų lentelės. Didesnė vertė rodo didesnę trintį, todėl norint sukelti judėjimą reikia naudoti daugiau jėgos. Pavyzdžiui, aliuminio μs ant aliuminio yra 1.05–1.35, o tai yra labai aukšta, o politetrafluoretileno (PTFE) vertė ant PTFE yra 0.04, o tai yra labai maža ir labai slidu. Sustojusį automobilį sunku pastumti į judėjimą dėl tyčinės trinties tarp padangų ir žemės; tai leidžia vairuotojui geriau valdyti ir sumažina automobilio slydimo tikimybę.
Stabdymo kelio skaičiavimas
Vienas iš statinės trinties taikymo pavyzdžių yra automobilio lūžio atstumo apskaičiavimas tam tikru greičiu ir tam tikromis sąlygomis. Įprastomis aplinkybėmis, kai padangos sukasi kelyje, atsiranda statinė, o ne kinetinė trintis. Sausos padangos μs ant sauso kelio yra apie 1.00, tuo tarpu šlapios padangos ant šlapio kelio reikšmė yra tik 0.2 – tai reiškia, kad lūžio atstumas šlapiomis sąlygomis bus penkis kartus didesnis. Sausomis sąlygomis automobilio, važiuojančio 31 mylios per valandą (50 km/h) greičiu, stabdymo kelias yra 33 pėdos (10 metrų), o šlapiomis sąlygomis stabdymo kelias būtų 164 pėdos (50 metrų). Kai padangos slysta, o ne rieda, išilgai paviršiaus – kaip gali būti ledo sąlygomis – kinetinė trintis yra svarbi.