
摩擦力是物体在不光滑表面发生相对平移或有相对平移趋势时产生的相反作用力。摩擦力的大小取决于两个因素:垂直压力和摩擦系数。以下是摩擦力的三种类型及其特点:
1. 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 是滑动摩擦因数,它只与接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动的速度以及正压力 F_N 无关。
2. 静摩擦力:
- 说明:
- 静摩擦力的大小不与其他力成正比,而是由物体的平衡条件或牛顿第二定律确定。
- 静摩擦力的范围:0 ≤ f_静 ≤ f_m(其中 f_m 是最大静摩擦力,与正压力有关)。
- 静摩擦力可以与物体的运动方向相同、相反或不做功。
- 静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。
3. 滚动摩擦力:
- 说明:
- 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,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不断变化,物体所受的摩擦力。
- 接触面越软,形状变化越大,滚动摩擦力就越大。
- 一般情况下,物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。
- 滚动摩擦力在交通运输和机械制造工业中有广泛应用,例如火车主动轮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是阻碍火车前进的滚动摩擦力。
总的来说,摩擦力是物体在不光滑表面发生相对平移或有相对平移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。在固定其中一个值的情况下,另一个值与摩擦力成线性正比关系。摩擦力的方向总是平行于接触面,并阻碍相对运动的发生,分为滚动摩擦力和滑动摩擦力,但它们的公式都是 f = μ × N。