Statiskā berze ir spēks, kas pretojas divu objektu kustībai vienam pret otru, kad objekti sākotnēji atrodas miera stāvoklī. Vienkāršs piemērs ir koka klucis, kas atrodas uz rampas — ir jāpieliek spēks, lai bloks noslīdētu pa rampu. Cits termins, kinētiskā berze, attiecas uz spēku, kas iebilst pret objektiem, kas jau kustas viens pret otru. Šo spēku spēku var aprēķināt, un to sauc par berzes koeficientu. Reālās dzīves situācijās statiskās berzes koeficients gandrīz vienmēr tiek konstatēts kā lielāks nekā kinētiskajam, taču rūpīgi kontrolētos eksperimentos, kur objektu virsmas ir rūpīgi notīrītas, tie parasti ir vienādi.
Parasti, palielinoties objektam uz virsmas pieliktajam spēkam, statiskās berzes spēks sākotnēji palielinās, lai tas atbilstu tam, lai objekts nepārvietotos. Tomēr pēc noteikta punkta objekts sāks kustēties, un šajā brīdī berzes spēks samazināsies, tāpēc ir nepieciešams mazāks spēks, lai objekts kustētos. Piemēram, berzes spēks var atbilst pieliktajam spēkam līdz 50 ņūtoniem — spēku mēra ņūtonos (N) —, bet pēc tam tas var samazināties līdz 40 N. Tāpēc, lai iegūtu objektu, ir nepieciešams spēks, kas ir nedaudz lielāks par 50 N. kustībā, bet pēc tam pietiks ar nedaudz vairāk par 40 N.
Koeficienta aprēķināšana
Statiskās berzes koeficientus var aprēķināt jebkuram cietam materiālam vai materiālu pārim. Tāpēc koeficienta vērtība var attiekties uz koksni uz koka, tēraudu uz tērauda vai tēraudu uz koka. Viens veids, kā aprēķināt vērtību materiāla pārim, ir novietot viena materiāla bloku uz rampas, kas izgatavota no otra — vienam materiālam bloks un rampa būtu izgatavoti no vienas un tās pašas vielas. Rampas slīpums tiek pakāpeniski palielināts, līdz bloks noslīd uz leju. Pēc tam leņķi, kurā tas notiek, var izmantot statiskās berzes koeficienta aprēķināšanai.
Koeficients, ja to lieto formulās un vienādojumos, ir dots simbols μ — grieķu burts mu. Lai atšķirtu abus, parasti izmanto apakšindeksu: μs norāda statisko berzi, bet μk apzīmē kinētisko berzi. Piemēram, μs tēraudam uz tērauda ir 0.74, bet μk šim materiālam ir 0.57. Šīs vērtības ir paredzētas tipiskām reālās dzīves situācijām un var nedaudz atšķirties atkarībā no apstākļiem. Tā kā μs vērtību var ietekmēt virsmas nelīdzenumi, netīrumi un citu vielu pēdas, μk vērtība tiek uzskatīta par precīzāku, un to parasti norāda, ja nepieciešams vienkāršs berzes koeficients.
Berzi ietekmējošie faktori
Statisko berzi veicina vairāki faktori, taču parasti vissvarīgākais ir virsmu raupjums. Pat nogludināti dažādi materiāli atšķirsies to virsmu smalko detaļu ziņā. Praktiski neviena virsma nav pilnīgi gluda, taču dažām būs lielāki nelīdzenumi nekā citiem. Dažos gadījumos atšķirība ir acīmredzama: piemēram, zīda loksnei ir ļoti gluda tekstūra, kas rada mazāku berzi, savukārt sausais asfalta ceļš ir rupjš, radot lielāku kustību pretestību. Citi faktori ir elektrostatiskā pievilcība un vājo ķīmisko saišu veidi, kas var veidoties starp virsmām.
Piemēri
Daudzi cilvēki ir pazīstami ar statisko berzi, jo viņi ar to saskaras gandrīz katru dienu; piemēram, tas ir darbā, kad kāds slidina grāmatu pāri galdam. Sākotnēji ir jāpieliek neliels spēks, lai grāmata kustētos, bet, tiklīdz tā sāk kustēties, sāk darboties kinētiskā berze, un būs jāpieliek mazāk pūļu, lai to pārvietotu. Nepieciešamais spēka apjoms var atšķirties atkarībā no apstākļiem. Piemēram, ja grāmatai ir bibliotēkas vāks un tā ir kļuvusi mitra, slapjai grāmatai būs nepieciešams lielāks spēks, lai tā pārvietotos, savukārt pavisam jauna grāmata mīkstajos vākos var ļoti viegli slīdēt pa sausu koka galdu ar lakotu virsmu.
Statiskās un kinētiskās berzes koeficientu tabulas ir pieejamas daudziem izplatītiem materiāliem un to kombinācijām. Lielāka vērtība norāda uz lielāku berzi, tāpēc, lai izraisītu kustību, jāpieliek lielāks spēks. Piemēram, alumīnija μs uz alumīnija ir 1.05–1.35, kas ir ļoti augsts, savukārt politetrafluoretilēna (PTFE) vērtība uz PTFE ir 0.04, kas ir ārkārtīgi zema un padara to ļoti slidenu. Apstādinātu automašīnu ir grūti iestumt kustībā, jo starp riepām un zemi rodas tīša berze; tas ļauj vadītājam vairāk kontrolēt un samazina automašīnas slīdēšanas iespējamību.
Bremzēšanas attāluma aprēķināšana
Viens no statiskās berzes pielietošanas piemēriem ir pārrāvuma attāluma aprēķināšana automašīnai pie noteikta ātruma un konkrētos apstākļos. Normālos apstākļos, kad riepas griežas uz ceļa, rodas statiskā, nevis kinētiskā berze. Sausas riepas μs uz sausa ceļa ir aptuveni 1.00, turpretim slapjas riepas vērtība uz slapja ceļa ir tikai 0.2 — tas nozīmē, ka slapjos apstākļos lūzuma attālums būs piecas reizes lielāks. Sausos apstākļos automašīnai, kas brauc ar ātrumu 31 jūdze stundā (50 km/h), bremzēšanas ceļš ir 33 pēdas (10 metri), savukārt slapjos apstākļos bremzēšanas ceļš būtu 164 pēdas (50 metri). Kad riepas slīd, nevis ripo, pa virsmu — kā tas varētu būt ledus apstākļos — svarīga ir kinētiskā berze.