חיכוך סטטי מחזיק גוף במדרון

כאשר גוף מונח על מדרון ואינו מחליק, כוח החיכוך הסטטי מונע ממנו להתחיל לנוע.

הכוחות הפועלים על הגוף

• משקל הגוף: \( mg \) כלפי מטה.
• כוח נורמלי: \( N \) מאונך למשטח.
• כוח חיכוך סטטי: \( f_s \) לאורך המשטח.

פירוק המשקל

את כוח הכובד מפרקים לשני רכיבים:

• רכיב מאונך למדרון: \( mg\cos\theta \)
• רכיב מקביל למדרון (גורם להחלקה): \( mg\sin\theta \)

תנאי לשיווי משקל

כדי שהגוף יישאר במנוחה, החיכוך הסטטי מאזן את רכיב המשקל במורד:

$$ f_s = mg\sin\theta $$

החיכוך הסטטי יכול לגדול רק עד ערך מקסימלי:

$$ f_{s,max} = \mu_s N $$

לכן הגוף לא יחליק כל עוד:

$$ mg\sin\theta \leq \mu_s mg\cos\theta $$

ומכאן:

$$ \tan\theta \leq \mu_s $$

מסקנה

• החיכוך הסטטי מתאים את עצמו לפי הצורך.
• הוא אינו תמיד שווה ל-\( \mu_s N \)
• רק על סף החלקה מתקיים: \( f_s = \mu_s N \)