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  • 1 # lanfengz1

    若騎車速度慢,剎車時車瞬間停止,則輪胎和閘皮之間只有相對滑動趨勢,而又未發生相對滑動,則它們接觸面之間出現的阻礙發生相對滑動的力,為“靜摩擦力”。

    若車速快,剎車時車減速停止,當輪胎和閘皮之間有相對滑動,則它們接觸面上相互作用,阻礙滑動的力則為“滑動摩擦力”。

    靜摩擦,滑動摩擦,滾動摩擦的本質區別

    靜摩擦:

    置於固定平面上的物體由於受沿它們接觸表面切向的外力作用有相對滑動的趨勢但還沒有發生相對滑動的時候,存在於接觸表面的阻礙這種滑動趨勢的現象,謂之“靜摩擦”。

    這裡應注意兩點:一是兩個緊密接觸而又相對靜止的物體;另一點是具有相對滑動的趨勢,但又還沒有發生相對的滑動。

    靜摩擦力:

    當物體與另一物體沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的趨勢時,在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力,這個力叫摩擦力。

    若兩相互接觸,而又相對靜止的物體,在外力作用下如只具有相對滑動趨勢,而又未發生相對滑動,則它們接觸面之間出現的阻礙發生相對滑動的力,謂之“靜摩擦力”。當切向外力逐漸增大但兩物體仍保持相對靜止時,靜摩擦力隨著切向外力的增大而增大,但靜摩擦力的增大隻能到達某一最大值。

    靜摩擦力f在達到最大值以前,總跟物體所受沿著接觸面切向方向的外力大小相等,方向相反。

    最大靜摩擦力:

    在靜摩擦中出現的摩擦力稱為靜摩擦力。當切向外力逐漸增大但兩物體仍保持相對靜止時,靜摩擦力隨著切向外力的增大而增大,但靜摩擦力的增大隻能到達某一最大值。

    當切向外力的大小大於這個最大值時,兩物體將由相對靜止進入相對滑動。靜摩擦力的這個最大值稱為“最大靜摩擦力”。這個極限摩擦力,以f最大表示。最大靜摩擦力的大小與兩物體接觸面之間的正壓力N成正比,即

    f0max=μ0N

    用f0max表示最大靜摩擦力,N表示正壓力,其中比例常數μ0叫做靜摩擦係數,是一個沒有單位的數值。

    μ0和接觸面的材料、光滑粗糙程度、乾溼情況等因素有關,而與接觸面的大小無關。

    動摩擦:

    兩個相接觸的物體做相對運動時發生的阻礙它們相對運動的現象,稱為“動摩擦”。

    動摩擦力:

    在動摩擦中出現的摩擦力稱為“動摩擦力”。

    對物體所施之力大於最大靜摩擦力時,物體就開始運動。在運動起來之後,若將所施加之力減小,物體便又停止運動。這一情況表明,物體運動之後,還有阻止物體運動的力,即還有摩擦阻力。這種物體運動時所產生的摩擦力即稱動摩擦力。

    滑動摩擦:

    當一物體在另一物體表面上滑動或有滑動趨勢時,在兩物體接觸面上產生的阻礙它們之間相對滑動的現象,謂之“滑動摩擦”。

    當物體間有相對滑動時的滑動摩擦稱動摩擦。當物體間有滑動趨勢而尚未滑動時的滑動摩擦稱為靜摩擦。滑動摩擦產生的原因很複雜,目前還沒有定論。近代摩擦理論認為,產生滑動摩擦的主要原因有二,一是關於摩擦的凹凸齧合說,認為摩擦的產生是由於物體表面粗糙不平。

    當兩個物體接觸時,在接觸面上的凹凸不平部分就互相齧合,而使物體運動受到阻礙而引起摩擦;二是分子粘合說,認為當相接觸兩物體的分子間距離小到分子引力的作用範圍內時,在兩個物體緊壓著的接觸面上的分子引力便引起吸附作用。關於摩擦的本質,還待進一步研究。

    滑動摩擦力:

    物體沿著接觸面作相對滑動時,兩物體的接觸面上相互作用,阻礙滑動的力叫“滑動摩擦力”。它的方向總是和物體相對滑動的方向相反。滑動摩擦力的大小和彼此接觸物體的相互間的正壓力成正比,在相對運動速度較低時幾乎與速度的變化無關,且小於最大靜摩擦力。

    滾動摩擦:

    一物體在另一物體表面作無滑動的滾動或有滾動的趨勢時,由於兩物體在接觸部分受壓發生形變而產生的對滾動的阻礙作用,叫“滾動摩擦”。滾動摩擦一般用阻力矩來量度,其力的大小與物體的性質、表面的形狀以及滾動物體的重量有關。

    滾動摩擦實際上是一種阻礙滾動的力矩。當一個物體在粗糙的平面上滾動時,如果不再受動力或動力矩作用,它的運動將會逐漸地慢下來,直到靜止。這個過程,滾動的物體除了受到重力、彈力外,一般在接觸部分受到靜摩擦力。由於物體和平面接觸處產生形變,物體受重力作用而陷入支承面,同時物體本身也受壓縮而變形,當物體向前滾動時,接觸處前方的支承面隆起,而使支承面作用於物體的合彈力N的作用點從最低點向前移。

    正是這個彈力,相對於物體的質心產生一個阻礙物體滾動的力矩,這就是滾動摩擦。對於初中學生來說,他們還未掌握力矩的概念,就不要把滾動摩擦講成是一種摩擦力,只能講一個物體在另一個物體上滾動時所受到對滾動的阻礙作用。

    滾動摩擦力:

    物體滾動時,接觸面一直在變化著,物體所受的摩擦力,稱為“滾動摩擦力”它實質是靜摩擦力。

    接觸面愈軟,形狀變化愈大,則滾動摩擦力就愈大。一般情況下物體之間的滾動摩擦力遠小於滑動摩擦力。在交通運輸以及機械製造工業上廣泛應用滾動軸承,就是為了減少摩擦力。例如,火車的主動輪的摩擦力是推動火車前進的動力。而被動輪所受之靜摩擦則是阻礙火車前進的滾動摩擦力。

    滾動摩擦係數:

    物體在另一物體上滾動(或有滾動趨勢)時受到的阻礙作用是由物體和支承面接觸處的形變而產生的。一般用滾動摩擦力矩來量度。滾動摩擦力矩的大小和支承力N成正比。即M=KN。K為比例係數,稱為“滾動摩擦係數”。

    如火車輪與鐵軌間的K值約為0。09~0。03釐米。圓輪和支援面愈堅硬,則滾動摩擦愈小。若兩者為絕對剛體,則滾動摩擦就為零,此時,輪與支援面間只接觸一條線,支承力N透過圓輪的軸心。滾動摩擦係數具有長度的量綱,且有力臂的意義,常以釐米計算。其大小主要取決於相互接觸物體的材料性質和表面狀況(粗糙程度,溼度等)有關。

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