בפיזיקה, חיכוך הוא כוח הפועל על גוף ומתנגד לתנועתו. מבדילים בין סוגים שונים של תצורות בהן כוח החיכוך מופיע:

• חיכוך סטטי - הוא כוח החיכוך בין שני גופים שאינם בתנועה זה יחסית לזה.
• חיכוך קינטי - הוא כוח החיכוך בין גופים בתנועה.
• חיכוך גלגול - הוא כוח החיכוך בין משטח ובין גוף עגול המתגלגל עליו.
• גרר - הוא כוח החיכוך הפועל על גוף הנמצא בתנועה בתוך נוזל או גז.

כוח החיכוך אינו כוח משמר, כלומר במערכת בה יש חיכוך אין שימור אנרגיה, והעבודה שכוח החיכוך עושה הופכת לחום או לשינוי צורה של המשטח (דפורמציה פלסטית). לכך יש היבטים טכנולוגיים רצויים וגם לא רצויים. למשל החום הנוצר מחיכוך ראש הגפרור גורם להצתתו, והחום הנוצר מחיכוך בוכנה של מנוע יכול לגרום לשריפתה. שינוי הצורה הנגרם על ידי חיכוך מנוצל לליטוש של עדשות ומנגד השחיקה היא שגורמת לבלאי של חלקי מכונות.

תופעות הקשורות בחיכוך ידועות לאנושות עוד מהתקופה הפריהיסטורית, כשאנשים השתמשו בחיכוך כדי להדליק אש, למשל. גם המצרים הקדמונים הכירו בתופעות הקשרות בחיכוך. ישנם ציורי קיר מצריים המראים כיצד משמנים את המסלול לאורכו סוחבים אבנים גדולות ופסלים, וכן נמצאו שרידי שמן על צירי עגלות מצריות.

בעת החדשה, ליאונרדו דה וינצ'י ערך ניסויים מדעיים ראשוניים בחיכוך. בשנת 1699 ניסח פיזיקאי צרפתי בשם גולאום אמונטון (Guillaume Amontons) את חוקי החיכוך הסטטי כפי שהם ידועים היום, עליהם הוסיף אוגוסטין קולומב (Charles-Augustin de Coulomb) את חוקי החיכוך הקינטי בשנת 1785.

ואלו הם חוקי החיכוך כפי שהציגו אותם אמונטון וקולומב:

1. כוח החיכוך (סטאטי וקינטי) מתכונתי לכוח הנורמלי F=µN (הכוח הנורמלי הוא הכוח שלוחץ את הגופים זה אל זה)
2. כוח החיכוך אינו תלוי בשטח או בצורה הגאומטרית של הגופים
3. כוח החיכוך אינו תלוי באיכות פני השטח של הגופים
4. כוח החיכוך תלוי בסוג החומרים הבאים במגע
5. כוח החיכוך הקינטי כמעט אינו תלוי במהירות ההחלקה.

חוקים אלו מתקיימים באופן כללי עבור מגוון רחב של חומרים, אבל אלו הם חוקים אמפיריים, כלומר הם מושתתים על הניסוי, אך אינם קשורים לעקרונות יסודיים ויש להם יוצאים מן הכלל. כדי להסביר את תופעת החיכוך מתוך עקרונות יסודיים צריך מודל. במהלך שנות החמישים פותח מודל כזה על ידי פרנק בוודן ודוד טבור (F.P. Bowden and D. Tabor) המסביר את החוקים האמפריים הללו וכן עוד תכונות רבות של כוח החיכוך. עפ"י המודל שלהם ההתנהגות של כוח החיכוך נובעת מן העובדה שלמשטחים יש חספוס ומן העובדה ששטח המגע בין המשטחים קטן בהרבה מהשטח הגאומטרי שלהם. כשמסתכלים בקנה המידה המתאים המשטח אינו חלק אלא הררי. כאשר שני משטחים באים במגע, הפסגות הגבוהות פוגשות אלו את אלו ראשונות והן נושאות בעומס. שטח המגע האקטיבי הנדרש כדי להחזיק את העומס (הכוח הנורמלי) מורכב מנקודות מגע ספורות בלבד ולפיכך הוא קטן מאד. בנקודות אלו הלחץ הוא עצום (בגלל השטח הקטן) ולכן המשטחים ניתכים אחד לתוך השני בנקודות הללו. העומס מתכונתי לשטח האפקטיבי וגם כוח החיכוך מתכונתי לשטח האפקטיבי. לכן כוח החיכוך מתכונתי לעומס.

לחיכוך יש השלכות טכנולוגיות רבות ולמדע העוסק בחקר החיכוך השחיקה והשימון קוראים טריבולוגיה (Tribology)

לקריאה נוספת:

• The Friction and Lubrication of Solids / by F.P. Bowden and D. Tabor Oxford : Clarendon Press, 1954

• Sliding friction : physical principles and applications / Bo N.J. PerssonBerlin : Springer, c2000

פיזיקה

Friction | Триене | Fricció | Tření | Friktion | Reibung | Fricción | Kitka | Frottement | Gesek | Attrito | 摩擦 | 마찰력 | Wrijving | Tarcie (pojęcie fizyczne) | Atrito | Трение | Friction | Trenje | Friktion | Ma sát | 摩擦力