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摩擦力

Info

关于摩擦力产生的原因,目前科学界尚无定论,常见的学说有: 凹凸啮合说粘附说,读者可自行拓展阅读。

摩擦力定义及相关概念

定义:两个相互接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力,记为\(F_f\)\(f\)

方向:与物体运动趋势相反。

摩擦力又可以细分为 滑动摩擦力静摩擦力,接下来将分别对这两种摩擦力进行介绍。

滑动摩擦力

当两物体之间产生相对滑动时,则在接触间将产生阻碍物体滑动的力,我们称该力为 滑动摩擦力

接触面粗糙程度相同的情况下,滑动摩擦力的大小\(f\)物体间相互作用力(压力)\(N\) 成正比。其中\(\mu\) 为动摩擦因数,与接触面粗糙程度有关:

\[f = \mu \cdot N\]

由上述公式不难发现:

  1. 当物体所受压力相同情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
  2. 一定范围 内滑动摩擦力与接触面积无关;
  3. 滑动摩擦力和物体运动速度无关。

Tip

需要注意的是,动摩擦力\(f\)的大小比 最大静摩擦力 \(f_{max}\)略小,在通常情况下可以认为 最大静摩擦力 等于滑动摩擦力。

静摩擦力

两个相互接触的物体,当其接触表面之间有相对滑动的趋势,但尚保持相对静止时,彼此作用着阻碍相对滑动的阻力,这种阻力称为静滑动摩擦力,简称静摩擦力,记为\(f\)

静摩擦力的大小可在0与 最大静摩擦力 \(f_{max}\)之间变化(\(0 < f \le f_{max}\))。

静摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向相反,可用平衡法来判断。可以是阻力,也可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。