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                  妙?力学

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                  摩擦力

                  2015/3/24 21:06:34 人评论 次浏览



                  一、展品科学原理

                  摩擦力与相互摩擦的物体有关,因此不同物质表面形成不同的凹凸形状,在一个物体与另一个物质表面接触产生摩擦的时候,都会形成摩擦力。这种摩擦力大小与物质接触表面的凹凸有关。凹凸越大,摩擦力越大,物体与物体表面运动的阻力就越大;凹凸越小,摩擦力就越小,物体与物体表面运动的阻力就越小。

                  摩擦力定义:

                   两个相互接触的物体,当它们做相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动的趋势的力,这种力叫做摩擦力。摩擦力分为三种:静摩擦力、滑动摩擦力及滚动摩擦力。

                  影响滑动摩擦力大小的因素:

                  压力的大小和接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。

                  两个相互接触的物体之间在压力一定的情况下,接触面越粗糙摩擦力会越大;而物体表面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。原来这摩擦力的大小与速度基本无关,与接触面的大小也无关,只和物体表面压力的大小、接触面的粗糙程度有关。

                  由此我们可以得出物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:

                  1、物体间相互接触、挤压,发生形变,一定有弹力;

                  2、物体接触面粗糙;

                  3、物体间有相对运动趋势或相对运动。

                  二、展品相关知识内容

                      摩擦是一种极为普遍的现象,摩擦在实际生活中的例子也很多,如抓住物体需要摩擦,皮带传动需要摩擦,铁钉固定在墙上也要靠摩擦等等。但摩擦也会给我们的日常生活带来麻烦。

                  15世纪至18世纪,科学家们提出的一种关于摩擦力本质的理论。“啮合说”认为摩擦是由相互接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时,接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动,两个接触面的凸起部分相互碰撞,产生断裂、磨损,就形成了对运动的阻碍。还有“粘附说”,这是继“凹凸啮合说”之后的一种关于摩擦力本质的理论。最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出。他认为两个表面抛得很光的金属,摩擦力会增大,可以用两个物体的表面充分接触时,它们的分子引力将增大来解释。

                  上世纪以来,随着工业和技术的发展,对摩擦理论的研究进一步深入,到上世纪中期,诞生了新的摩擦粘附论。

                  新的摩擦粘附论认为,两个相互接触的表面,无论做得多么光滑,从原子尺度看,还是粗糙的,有许多微小的凸起,把这样的两个表面放在一起,微凸起的顶部发生接触,微凸起之外的部分接触面间有一定的间隙。这样,接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小,微凸起的顶部发生弹性形变;如果法向压力较大,超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿),超过材料的弹性限度,微凸起的顶部便发生塑性形变,被压成平顶,这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子(原子)引力发生作用的范围,于是,两个紧压着的接触面上产生了原子性黏合。这时,要使两个彼此接触的表面发生相对滑动,必须对其中的一个表面施加一个切向力,来克服分子(原子)间的引力,剪断实际接触区生成的接点,这就产生了摩擦。

                  人们通过不断试验和分析计算,发现上述两种理论提出的机理都能产生摩擦,其中粘附理论提的机理比啮合理论更普遍。但在不同的材料上,两种机理的表现有所偏向:金属材料,产生的摩擦以粘附作用为主;而对木材,产生的摩擦以啮合作用为主;实际上,关于摩擦力的本质,目前尚未有定论,仍在深入讨论中。

                  在生活中,我们推动或拖动物体时,会感觉到物体相对人体的力,这种力就是摩擦力。汽车转弯时所需的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的。

                  擦玻璃时我们通常会在玻璃上喷上玻璃水或者水之类的液体,主要是为了减少抹布与玻璃之间的摩擦力,让我们劳动起来更省力。如果没有摩擦力的话,世界就乱了,黑板擦就是利用上面的毛须,在擦得时候,毛须和粉尘之间有摩擦力,才使毛须带走粉尘,若没有摩擦力就带不走黑板上的粉尘了。

                   

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