Statik sürtünme (sürtünme kuvveti), temas eden cisimlerin kaymasını önleyen kuvvettir. Yeterli statik kuvvet durumuna yapışma denmektedir. Ayrıca sünmeyi, yani birleştirilecek parçaların kademeli deformasyonunu içerebilmektedir. Bu bağlamda, yapışma kimyada bağlanmanın kullanıldığı şekilde kullanılmalıdır. Ayrıca cisimlerin sürtünme bağı yoluyla bağlanmasıdır. Aksine, yapıştırma sırasında kullanılabilmektedir. Örneğin, bir malzeme bağlantısı kurulabilmektedir (birkaç gövdenin birkaç maddeden oluşan bir gövdeye bağlanması).
Statik sürtünme, birbirine göre hareket etmeyen iki nesne arasındaki sürtünme kuvvetidir. Bir şeyi hareket ettirmek için bir ön çaba gereklidir. Cismi hareket ettirmeye çalışan kuvvetin değeri, kuvvetinin değerinden küçükse cisim hareket edemez.
Sorumluluk Kuvvetleri
Meydana gelmesi için ön koşul, iki cismin temas halinde olması ve temas yüzeyinin kesmede bir dış kuvvet tarafından yüklenecek olmasıdır. İki yüzeyin göreli hareketini engelleyen aynı büyüklükte bir karşı kuvvet vardır. Kesme kuvveti artarsa, önce kuvvet de artacaktır. Ancak bu sadece sınır değere kadar gerçekleşmektedir. Kesme kuvveti bu statik sürtünme sınırını aşarsa, artık kohezyon kuvveti tarafından tamamen dengelenmemektedir. Bu nedenle de ortaya çıkan kuvvet korunmakta ve cismin hızlanmasıyla sonuçlanmaktadır. Vücut hareket halindeyse, artık statik sürtünme yoktur. Kayma sırasında harekete karşı çıkan kuvvete kayma sürtünmesi denmektedir. Ayrıca genellikle daha azdır. Dinamik ve Statik sürtünme arasında hızlı geçiş, titreşimleri (kapı veya fren gıcırtısı) uyarabilmekte ve depremlerin bir nedeni olarak bilinmektedir.
Statik sürtünme gücünün hesaplanması
Büyük ölçüde malzeme ve yüzey özelliklerine bağlı olduğundan, yalnızca basit fiziksel yasalar kullanılarak kaba bir yaklaşımla açıklanabilmektedir. Buna göre maksimum statik sürtünme, temas alanı ne kadar büyük olursa olsun, normal kuvvetle orantılıdır. Normal kuvvet, temas yüzeyine dik olan temas kuvvetine karşı çıkan kuvvettir (karşıdaki şekildeki ağırlık kuvveti gibi).
Orantılılık sabiti, statik sürtünme katsayısı olarak adlandırılmaktadır. Tüm değerler ve daha fazla ayrıntı için sürtünme katsayısına bakmak gerekmektedir. Artan temas basıncı ile iletilen kesme gerilimi sadece akma noktasına kadar artacaktır.
Diğer sürtünme biçimlerinden farkı
Sürtünme kuvveti genellikle enerji tüketen bir süreçtir. Yani (kinetik) enerjinin artan entropi ile ısıya dönüştürüldüğü “enerji tüketen” bir süreç olarak anlaşılmaktadır. Yuvarlanma ve kayma sürtünmesinden farklı olarak, bir cismi hareket ettirmeyen bir kuvvet çalışmadığında ortaya çıkmaktadır. Bu durum genellikle statik sürtünme için geçerli değildir. Bu nedenle sürtünmenin tanımı ve bu şekilde sınıflandırılması bazı fizik öğretmenleri tarafından eleştirilmektedir.
Statik sürtünme katsayısı
Yukarıda bahsedildiği gibi, sürtünme katsayısı birbirine göre kayan iki yüzeyin “dayanıklılığını” yansıtan sabit bir değerdir. Bu sürtünmenin bir kayma yüzeyi değil, iki olduğu gerçeğine dikkat etmek gerekmektedir. Örneğin, bir lastiğin kendi başına bir sürtünme katsayısı yoktur. Bu nedenle kaldırımda kayan bir lastiğin de sürtünme katsayısı yoktur.
Kaygan nesnelerin sürtünme katsayısı aşırı derecede küçükken, yapışkan nesnelerin sürtünme katsayısı çok büyüktür. Bu sabit, bir çift yüzey için belirlenmektedir (tek bir yüzey için değil). Her malzeme çiftinin statik ve kinetik sürtünme katsayıları vardır.
Bu durumda saf sürtünme, örneğin elektrik bandı veya diğer yüzeylere bağlanan yüksek sürtünme katsayısına sahip kaplamalar gibi gerçekten yapışkan yüzeylerle karıştırılmamalıdır. Benzer yüzeyler birleştirildiğinde bir gibi görünmelidir. Örneğin, elektrik bandı, normal kuvvet olmadığında veya negatif bir değere sahip olduğunda bile kaymaya karşı direnç göstermektedir.
