Kitkavoima Kitka on voima, joka estää kappaleen liikkeen. Tämä voima vaikuttaa kosketuksissa olevien pintojen välillä. Tässä aiheessa tutkittava kitkavoima liittyy kahden kosketuksessa olevan kiinteän pinnan välillä vaikuttavaan voimaan, kuten esimerkiksi kappaleen pohjan ja lattian väliseen kitkaan, kengänpohjan ja lattian väliseen kitkaan tai auton pyörän ja tien väliseen kitkaan.
Kitka vaikuttaa aina kosketuksissa olevien kiinteiden kappaleiden pintoihin, vaikka ne olisivatkin hyvin sileitä. Jopa hyvin sileät pinnat ovat itse asiassa hyvin karheita mikroskooppisessa mittakaavassa.. Kun kappale liikkuu, nämä mikroskooppiset kohoumat häiritsevät liikettä. Atomitasolla pinnan pullistuma saa atomit olemaan hyvin lähellä toista pintaa, jolloin atomien väliset sähköiset voimat voivat muodostaa kemiallisen sidoksen, eli liiton liikkuvan kappaleen kahden pinnan välille. Kun kappale liikkuu, esimerkiksi kun työnnät kirjaa pöydän pintaa vasten, kirjan liike kokee vastusta ja lopulta pysähtyy. Tämä johtuu näiden sidosten muodostumisesta ja vapautumisesta.
Kun yhden kappaleen pinta hankaa toisen kappaleen pintaa vasten, jokainen kappale kohdistaa toiseen kitkavoiman. Liikkuvaan kappaleeseen kohdistuva kitka vaikuttaa aina vastakkaiseen suuntaan kuin kappaleen liikesuunta. Liikkeen estämisen lisäksi kitka voi aiheuttaa kulumista ja vaurioita. Voimme havaita tämän ajoneuvojen moottoreissa. Esimerkiksi moottoripyörän moottoria voideltaessa haluamme itse asiassa vähentää moottorin sisäistä kitkaa. Jos emme voitele sitä, moottori hajoaa nopeasti. Tämä esimerkki on yksi kitkan aiheuttamista haitoista.
Kitkavoiman tyypit
Kitkavoimaa on kahdenlaisia, nimittäin staattinen (fs) ja kineettinen (fkStaattinen voima vaikuttaa, kun kappale ei liiku, kun taas kineettinen voima vaikuttaa, kun kappale liikkuu. Jos työnnät pöytää, mutta pöytä ei liiku, paikallaan olevaan pöytään vaikuttava voima on staattista kitkaa. Kääntäen, kun pöytä liikkuu, pöytään vaikuttava voima on kineettistä kitkaa. Jos liikkuvaa pöytää ei työnnetä jatkuvasti, pöytä pysähtyy jonkin aikaa liikkuttuaan. Pöytä pysähtyy kineettisen voiman vuoksi, joka estää pöydän liikettä.
Oletko koskaan liukastunut liukkaalla alustalla? Kun liukastut, kenkäsi tai sandaalisi pohjan ja liukkaan pinnan välinen voima on kineettistä kitkaa. Tämä on samanlaista kuin silloin, kun moottoripyörää tai autoa jarrutetaan märällä, liukkaalla tiellä, kunnes pyörät luistavat. Kun pyörät luistavat, pyörän pintaan ja tien pintaan vaikuttava voima on kineettistä kitkaa. Kääntäen, kävellessäsi kenkäsi tai sandaalisi pohjan ja lattian välille vaikuttava voima on staattista kitkaa. Samoin, kun pyörä ei luista, pyörän pintaan ja tien pintaan vaikuttava kitkavoima on staattista kitkaa.
