Fricção em nível atômico
O que está acontecendo no nível atômico entre dois corpos quando há força de atrito agindo entre eles?
Respostas
Quando você está lidando com a superfície de objetos macroscópicos, é muito importante aprender sobre asperezas. Eles descrevem os pontos altos nas superfícies, que são muito importantes para entender o atrito entre essas superfícies.
Quando você toca duas superfícies macroscópicas juntas, as asperezas (pontos altos) se tocam e as superfícies soldam a frio nesses pontos de contato (o artigo que vinculei tem uma boa ilustração disso). Conforme você desliza as superfícies, as asperezas se deformam e se quebram. O atrito é principalmente devido à energia necessária para a fratura.
Fricção em escala atômica
No nível atômico / molecular, essas camadas de contato não estão deslizando, mas sim fraturando o caminho de contato. À medida que você desliza essas superfícies, essas asperezas se deformam e se partem. O atrito é principalmente devido à energia necessária para deformar e fraturar essas asperezas.
O atrito ainda é um efeito misterioso e certamente envolve cargas elétricas. Quando dois materiais dielétricos entram em contato por um curto período de tempo, eles desenvolvem acúmulo de carga nas áreas de contato. O acúmulo de carga tem um aspecto importante na criação de forças atrativas e repulsivas entre as superfícies. Esse acúmulo de carga entre as superfícies tem algum padrão complexo (que depende do material e da própria superfície) e os domínios de carga no padrão podem ser considerados como resultado da eletrificação de contato. O repouso é basicamente a interação entre as cargas das superfícies que causam parte do atrito. Como referência O Mosaico de Carga de Superfície na Eletrificação de Contato .
A energia cinética do movimento coletivo de seus átomos se transforma em energia cinética (calor) não coletiva (desordenada, entrópica).
Os átomos são mantidos juntos em moléculas por forças eletromagnéticas. As moléculas formam estruturas por forças eletromagnéticas. Quando o atrito está acontecendo, as moléculas de uma estrutura estão interagindo com moléculas de outras estruturas. Às vezes (por exemplo, lixa sobre madeira), partes de uma ou de ambas as estruturas são separadas da estrutura. Isso requer força que funciona.
O atrito move as moléculas, mas raramente, ou nunca, as quebra diretamente. Se energia interna suficiente for depositada em uma das estruturas para aumentar a temperatura, as moléculas podem reagir com outras ou se decompor. Os átomos individuais nas moléculas compostas não são alterados pelo atrito.
Os elétrons nas moléculas podem ser transferidos por fricção.
Basicamente, o atrito é uma interação eletromagnética de moléculas que se interpõem.