
1. 摩擦力定义:摩擦力是物体在不光滑表面发生相对滑动或有相对滑动趋势时产生的阻碍相对运动的力。其大小取决于两个因素:垂直于接触面的正压力和摩擦系数。
2. 滑动摩擦力公式:f = μ × F_N
说明:
- F_N 表示接触面间的弹力,它可以大于、等于或小于物体的重力 G。
- μ 为滑动摩擦因数,它只与接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、相对运动速度及正压力无关。
3. 静摩擦力:
大小范围:0 ≤ f_静 ≤ f_m (f_m 为最大静摩擦力,与正压力有关)
说明:
- 摩擦力可以与物体的运动方向相同、相反或无关。
- 摩擦力可以做正功、负功或不做功。
- 摩擦力的方向总是与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
- 静止的物体可以受到滑动摩擦力的作用,运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。
4. 滚动摩擦力:
当一个物体在另一个物体表面滚动时,由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用,称为滚动摩擦力。
滚动摩擦力是物体滚动时,接触面一直在变化,物体所受的摩擦力,它实质上是静摩擦力的一种。
接触面越软,形状变化越大,滚动摩擦力就越大。
一般情况下,物体间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。
在交通运输和机械制造工业中,广泛应用滚动轴承来减少摩擦力。例如,火车的主动轮所受的摩擦力是推动火车前进的动力,而被动轮所受的静摩擦力则是阻碍火车前进的滚动摩擦力。
总结:摩擦力是物体在不光滑表面发生相对滑动或有相对滑动趋势时产生的相反作用力,其大小取决于垂直压力和摩擦系数。摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种,滚动摩擦力实质上是静摩擦力的一种。在具体应用中,通过控制这两个因素,可以有效地减少摩擦力,提高物体的运动效率。