88. ხახუნის ძალა. უძრაობის ხახუნი
ჩვენ უკვე განვიხილეთ სხეულებს შორის ელექტრული ურთიერთქმედების ერთ-ერთი გამოვლენა დრეკადობის ძალა. ელექტრული ურთიერთქმედების სხვა გამოვლენაა ხახუნის ძალა. ეს ძალა ხშირად იყო ნახსენები და სხვაგვარად არც შეიძლებოდა. ვინაიდან დედამიწაზე იგი თან ახლავს სხეულთა ყოველ მოძრაობას. სწორედ ხახუნის ძალის გამოა რომ ბოლოს და ბოლოს წყდება ყოველგვარი მექანიკური მოძრაობა თუკი სხეულზე არ მოქმედებს სხვა რომელიმე ძალები, ვთქვათ, დრეკადობის ან სიმძიმის ძალა. გავიხსენოთ, რომ ხახუნის ძალა წარმოიქმნება სხეულთა უშუალო შეხებისას და მუდამ შეხების ზედაპირის გასწვრივაა მიმართული, დრეკადობის ძალისგან განსხვავებით, რომელიც ამ ზედაპირის მართობულია.
ცდის მეშვეობით დავაკვირდეთ ხახუნის ძალის წარმოქმნას. მე-100 სურათზე ნაჩვენებია დანადგარი, რომლითაც ტარდება ცდა. ქვესადგამზე მიმაგრებულია დინამომეტრი, რომლის ზონარსაც ხელით ჭიმავენ. 101-ე სურათზე სქემატურად გამოსახულია სხეულზე მოქმედი ძალები.
 ეს არის ძალა, რომელიც პარალელურია მაგიდისა და ამ სხეულისა და ამ სხეულის შეხების ზედაპირისა. სწორედ ამ ძალის სიდიდეს გვიჩვენებს დინამომეტრი. გარდა ამისა, სხეულზე მოქმედებს სიმძიმის ძალა Fსიმ და მისი მაწონაწორებელი საყრდენის რეაქციის N ძალა, რომელიც მაგიდის დეფორმაციით არის გამოწვეული და მიმართულია მაგიდისა და სხეულის შეხების ზედაპირის მართობულად. თუ F ძალა დიდი არ არის და სხეული უძრავია, ეს ნიშნავს, რომ სხეულზე F ძალასთან ერთად მოქმედებს კიდევ ერთი ძალა, რომელიც რიცხობრივად Fხახ.–ის ტოლია, ოღონდ მის საპირისპიროდაა მიმართული:
F ხახ. = –F
სწორედ ეს არის ხახუნის ძალა. მას უძრაობის ხახუნის ძალას უწოდებენ. სხეულზე მიმაგრებული ზონარი უფრო დავჭიმოთ. დინამომეტრი გვიჩვენებს, რომ F ძალის სიდიდეც იზრდება. მაგრამ სხეული კვლავ უძრავი რჩება. მაშასადამე, F ძალის სიდიდესთან ერთად გაიზარდა უძრაობის ხახუნის ძალის სიდიდეც, თანაც ისე, რომ ეს ძალა ტოლია და მიმართულია ურთიერთ საპირისპიროდ. სწორედ ეს არის უძრაობის ხახუნის მთავარი თავისებურება. უძრაობის ხახუნის ძალა მოდულით ტოლი და საპირისპიროა იმ ძალისა, რომელიც სხეულზე მოქმედებს სხვა სხეულთან შეხების ზედაპირის პარალელურად. ბოლოს, დავინახავთ, რომ F ძალის მოდულის რაღაც გარკვეული მნიშვნელობისას სხეული დაიძვრება და გასრიალდება. ამრიგად, არსებობს უძრაობის ხახუნის გარკვეული მაქსიმალური ძალა (Fხახ.მაქს). სხეული მხოლოდ მაშინ შეიძენს აჩქარებას, როდესაც შეხების ზედაპირის პარალელური F ძალა მოდულით ოდნავ მაინც მეტი გახდება ამ მაქსიმალურ ძალაზე. უძრაობის ხახუნის ძალაა ის ძალა, რომელიც ხელს გვიშლის ადგილიდან დავძრათ მძიმე საგნები: კარადა, მაგიდა, ყუთი და სხვა. რაც უფრო მძიმეა საგანი, მით უფრო ძნელია მისი ადგილიდან დაძვრა.
მაინც რატომ არის მნიშვნელოვანი ამ შემთხვევაში სხეულის სიმძიმე? ჩვენ ხომ ამ საგნებს ზევით, სიმძიმის ძალის საწინააღმდეგოთ არ ვამოძრავებთ? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად მივმართოთ ცდას.
მაგიდაზე სხეულის დაწოლა რომ გავზარდოთ, სხეულზე დავდოთ რაიმე ტვირთი (სურ. 102. 103) (ნაცვლად ამისა, სხეულს შეიძლება დავაწვეთ ხელით, ზამბარით და ა.შ.). ამით გავზრდით სხეულისა და მაგიდის შეხების ზედაპირის მართობი ძალის სიდიდეს. ამ ძალას წნევის ძალას უწოდებენ. თუ კვლავ გავზომავთ უძრაობის ხახუნის მაქსიმალურ ძალას, ე. ი. იმ ძალას, რომელიც საჭიროა სხეულის სრიალის დასაწყებად, ვნახავთ, რომ ის იმდენჯერაა გადიდებული, რამდენჯერაც გავადიდეთ წნევის ძალა. უძრაობის ხახუნის მაქსიმალური ძალა მოდულით წნევის ძალის პროპორციულია. ნიუტონის მესამე კანონის თანახმად, საყრდენზე სხეულის წნევის ძალა მოდულით რეაქციის ძალის ტოლია. ამიტომ უძრაობის ხახუნის მაქსიმალური ძალა მოდულით საყრდენის რეაქციის ძალის პროპორციულია. მაშასადაე, ამ ძალთა მოდულებისთვის შეიძლება დავწეროთ:
სადაც µ პროპორციულობის კოეფიციენტია, რომელსაც ხახუნის კოეფიციენტს უწოდებენ.
ყოველთვის როდია ხახუნი მოძრაობის დამაბრკოლებელი.
 ჩვენ ვთქვით, რომ ხახუნის ძალა ეწინააღმდეგება მოძრაობის დაწყებას. მაგრამ არის შემთხვევები, როდესაც სწორედ უძრაობის ხახუნის ძალა არის სხეულის მოძრაობის მიზეზი. მაგალითად, სიარულისას სწორედ ფეხსაცმლის ლანჩაზე მოქმედი უძრაობის ხახუნის ძალა გვანიჭებს აჩქარებას (სურ.104).
მართლაც, სიარულისას ლანჩა უკან არ მისრიალებს, და, მაშასადამე, ლანჩასა და მიწას შორის ხახუნი უძრაობის ხახუნია. ლანჩა რომ სრიალებდეს, სიარული შეუძლებელი იქნებოდა. F 2 ძალა კი, რომელიც მოდულით F l-ის ტოლია და მის საპირისპიროდ არის მიმართული, დედამიწას ანიჭებს აჩქარებას. ამგვარადვე ხდება, მაგალითად, ავტომობილისა და ველოსიპედის თვლების დედამიწიდან უკუბიძგება. ეს წამბიძგებელი ძალა უძრაობის ხახუნის ძალაა. როდესაც დვედური გადაცემისას ღვედი ბორბალს აბრუნებს (სურ. 105), ბორბლის ფერსოს აჩქარებას ანიჭებს დვედსა და ბორბალს შორის წარმოქმნილი ძალა. ეს ძალაც უძრაობის ხახუნის ძალაა.
84. სრიალის ხახუნის ძალა
წინა პარაგრაფში გამოვარკვიეთ, რომ, თუ სხეულზე მოქმედებს მეორე სხეულთან შეხების ზედაპირის პარალელური ძალა, რომელიც მოდულით ოდნავ მაინც აღემატება უძრაობის ხახუნის მაქსიმალურ ძალას, იგი შეიძენს აჩქარებას და დაიწყებს სრიალს მეორე სხეულის ზედაპირზე. ამ შემთხვევაშიც სხეულზე მოქმედებს ხახუნის ძალა. ოღონდ, ახლა ეს ძალა სრიალის ხახუნის ძალაა. გაზომვა გვიჩვენებს, რომ მოდულით იგი დაახლოებით უძრაობის ხახუნის მაქსიმალური ძალის ტოლია. სრიალის ხახუნის ძალა (ან უბრალოდ, ხახუნის ძალა) ყოველთვის მიმართულია შემხები სხეულების ფარდობითი სიჩქარის მიმართულების საპირისპიროდ. ეს არის ხახუნის ძალის უმნიშვნელოვანესი თავისებურება. სრიალის ხახუნის ძალის მიმართულება სხეულის იმ სიჩქარის მიმართულების საპირისპიროა, რომელიც მას მისი მიმხები სხეულის მიმართ აქვს. სახუნის ძალით გამოწვეული სხეულის აჩქარებაც მისი ფარდობითი სიჩქარის საპირისპიროდ არის მიმართული, ე. ი. სრიალის ხახუნის ძალა მუდამ სხეულის ფარდობითი სიჩქარის მემცირებას იწვევს. ისევე, როგორც უძრაობის ხახუნის მაქსიმალური ძალა, სრიალის ხახუნის ძალაც (მოდულით) პროპორციულია სხეულზე მოქმედი წნევის ძალისა (და, მაშასადამე, საყრდენის რეაქციის N ძალისაც):
Fხახ=µN.
პროპორციულობის კოეფიციენტი აქაც იგივეა, რაც უძრაობის ხახუნის მაქსიმალური ძალის ფორმულაში. ხახუნის ძალის ფორმულიდან ჩანს, რომ µ კოეფიციენტი ტოლია ხახუნის ძალისა და საყრდენის რეაქციის ძალის მოდულების ფარდობისა:
µ =F/N
ჩვეულებრივ, ხახუნის ეოეფიციენტი ერთზე ნაკლებია. ამიტომ ასეთ შემთხვევაში ხახუნის ძალა სიდიდით წნევის ძალაზე ნაკლებია. ხახუნის კოეფიციენტი ახასიათებს არა იმ სხეულს, რომელზეც მოქმედებს ხახუნის ძალა, არამედ ერთიმეორეზე მოხახუნე ორივე სხეულს. მისი მნიშვნელობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა მასალისგან არის დამზადებული მოხახუნე სხეულები, როგორაა დამუშავებული მათი ზედაპირები, რამდენად სუფთაა ზედაპირები და ა. შ. ცდებმა გვიჩვენა, რომ ხახუნის ძალა დამოკიდებული არ არის მიმხები ზედაპირების ფართობსა და სხეულების ფარდობითს მდებარეობაზე. მაგალითად, ყინულზე ციგურების ხახუნის კოეფიციენტი არ იცვლება თუ, რა თქმა უნდა, ყინულის ზედაპირი ყველგან ერთნაირია. ამრიგად, ხახუნის ძალა გამონაკლისია და არ ექვემდებარება იმ საერთო წესს, რომლის თანახმადაც სხეულზე მოქმედი ძალა დამოკიდებულია მის მდებარეობაზე იმ სხეულის მიმართ, რომელთანაც იგი ურთიერთქმედებს. გამოირკვა, რომ სახუნის ძალა დამოკიდებულია არა სხეულის მდებარეობაზე, არამედ მის ფარდობით სიჩქარეზე. სიჩქარეზე ხახუნის ძალის დამოკიდებულება იმით ვლინდება, რომ სიჩქარის მიმართულების ცვლილებისას იცვლება ხახუნის ძალის მიმართულებაც.
შეზეთვა საგრძნობლად ამცირებს ხახუნის ძალას. მაგალითად, თუ ზედაპირები შეზეთილია, ფოლადი ფოლადზე ისევე კარგად სრიალებს, როგორც ფოლადი ყინულზე – ხახუნის კოეფიციენტი სულ რაღაც 0,04-ია. მიმხებ მყარ სხეულებს შორის ხახუნს (შეუზეთავად) მშრალ ხახუნს უწოდებენ. მოხახუნე ზედაპირების შეზეთვა რატომ ამცირებს ხახუნის კოეფიციენტს? საქმე ისაა, რომ როდესაც მყარი სხეული მოძრაობისას ეხება სითხეს ან აირს, აგრეთვე წარმოიქმნება ძალა, რომელიც მიმხები ზედაპირის პარალელურია და სხეულის ფარდობითი სიჩქარის ს ა პ ი რ ი ს პ ი რ ო დ ა ა მიმართული. ამით იგი მშრალი ხახუნის ძალას მოგვაგონებს. ხშირად მას ს ვ ე ლ ი ხა ხ უ ნ ი ს ძალას უწოდებენ. სველი ხახუნის ძალას ზოგჯერ წინაღობის ძალასაც უწოდებენ სველი ხახუნის ძალა სიდიდით ბევრად მცირეა მშრალი ხახუნის ძალაზე. საკუთარი გამოცდილებით ბევრმა იცის, რომ ტივის ასამოძრავებლად საკმარსია მასზე მყოფი ადამიანი შედარებით მცირე ძალვით მიაწვეს ნაპირს ლატანით. მაგრამ ხმელეთზე ტივის ამგვარად გადაადგილება შეუძლებელია. სწორედ ამიტომაა, რომ შეზეთვა ხახუნის ძალას ამცირებს (შეზეთვისას ხახუნი აღარ არის მშრალი!). სითხესა და აირში უძრაობის ხახუნის ძალა არ არის. ეს ნიშნავს, რომ სითხეში ან აირში მოთავსებულ სხეულზე მოდებული სულ მცირე ძალაც კი ამ სხეულს აჩქარებას მიანიჭებს.
| 
