摩擦力的原理是什麼?

時間 2021-06-11 18:47:38

1樓:青牛

滑動摩擦力的等效受力分析圖如下:

物體A在物體B上滑動,A和B的接觸面為梯形,梯形夾角為α,拉力為F。

靜摩擦力當拉力F作用在A上,此時A和B的受力面既有底部的平面,又有側面的斜面,A在拉力的作用下有沿著斜面上公升的趨勢,表現摩擦力等於拉力F。A保持靜止,實際A是在斜面上上公升,位移很小,表現為靜止。當拉力消失,A則沿斜面下滑,看上去也是靜止的。

最大靜摩擦當拉力增大到F =G tan(α)時,A和B的接觸面集中到斜面上,摩擦係數為tan(α),此時的摩擦力達到最大值,即最大靜摩擦力。

當A沿著斜面上公升到梯形頂端,開始滑動後,A在B上的運動可以分為四個過程,頂面滑動,斜面下降,底面碰撞,底面滑動,斜面上公升。其中斜面的下降和上公升是乙個勢能和動能轉換的過程。所以滑動摩擦力比最大靜摩擦力要小。

2樓:自學生

我用我發現的個人觀點回答問題。我發現自身和汽車的機器生命電力時間統一原理系統模型,可以解釋自然界的動力阻力原理問題。重量空間速度和靜物壓力地面,是一對滾動軸承和滑動抽面時間統一原理系統模型。

電壓*電流=電力電阻容量*快慢時間功率和長短多少電能。地球表面是一對車路平行球面,和思路曲面模型的一對時間統一的球面和平面。物理科學家發明發現的,設計製造維修擁有駕駛乘坐汽車的人,都是金錢時間統一標準原理系統模型。

3樓:阿全

摩擦問題

是21世紀最接近獲得諾獎的物理問題之一一一一,一(這話的意思可以理解為,很難,但是解出來也有很大概率不得諾貝爾)像這樣的問題還有很多

都是看起來很簡單的,感覺並不難

但卻仍然沒有乙個確定的科學的解釋

這個問題還可以模擬

自行車為什麼可以在行駛的時候不倒?

你看,我們不研究物理的

就可能感覺

就這?不就力矩,動量,受力平衡

之類的扯上去不就好了?

實際上很複雜

物理學還是需要努力的天才啊!

(祖國的瓜果的無奈之音)

4樓:

現階段本質上有四種力:引力、電磁力、強力和弱力。

引力在天體級別的質量下起主導作用(也就是質量非常大的時候)是不是頗有高中時候的選擇題,老師說abc顯然不對所以我們選D!

0、非常光滑的表面的摩擦力非常大,甚至會粘合在一起我們把物體表面的平整程度分為三個等級

巨集觀不平整

巨集觀平整、微觀不平整

巨集觀平整、微觀平整

這裡的非常光滑的等級就是微觀上平整,也就是分子之間的電磁引力大於斥力,所以就會融為一體。

1、摩擦生熱

什麼是熱,熱的表現就是溫度變高;什麼是溫度,溫度表現了分子內部的熱運動。真實情況下的物體是具有彈性的,也就是兩個凸起碰撞以後會發生形變,當這兩個凸起分開後形變消失也就是變成了振動(當然巨集觀的振動不是分子熱運動,但是物體本身會阻礙這種振動繼續發生,這樣的動能最後轉化成為了內能)

5樓:司洪亮

本質是電磁力。只是聽說,因為我也沒看見。

摩擦力表現為相對運動的阻礙的力,但實質是物與物之間的一種附著力。即前一種力的形式可能只是我們人的某種錯覺。因而不同意那種複雜化的理解形式,摩擦力也可以是優美的!

就是說,你們不能只聽你們老師的,你們也要聽我的。我們不能將我們能夠觀察到的或者能夠體驗得到的都裝到藍子裡,以圖不犯錯誤!這個叫眉毛鬍子不分主次的一把抓!

個人理解。不能做術。

6樓:

「摩擦力」老實說是乙個非常nasty的概念。

本質上它是和「拉力」,「推力」,「衝擊力」一樣的概念。——你看,你就根本不會問「推力的原理是什麼」,因為你知道這樣問是沒有意義的。

只有以力的機制本身來命名的那些才能合法的問出這個問題——比如電磁力,萬有引力,它們才有「原理」這個屬性可言。

無效的問題,就沒有有效的答案。

所以這個問題是需要修改才能有合理的答案的。也就是要把摩擦現象的不同機制分開,然後分別回答不同的摩擦現象的原理。

在工程上,真正有從原理上給予回答的必要的摩擦問題,大概只有在分子級別上有序(或均一)的表面之間的摩擦。這個往往是涉及到非固相的摩擦問題。因為只有這個級別的摩擦問題,才有乙個可以有效計算的基礎。

這個反映到實踐上,就是現代工業裡,對工況穩定有高度追求的設計都極力的避免幹摩擦,就不是加以充分潤滑就是加以懸浮,直接把固相表面的摩擦問題給迴避掉。

不然沒法算。否則就是運轉速度不同都會發生複雜的摩擦效應的變化,系統稍微複雜,表現就是神秘的,嚴重的威脅設計的可靠性和可用性。

能巧妙的利用同摩擦對的多種摩擦機制的切換來作為核心效能的設計,那真是會令人感嘆的傑作。

7樓:孫昊

摩擦分兩種,滾動摩擦和滑動摩擦。前者由於接觸面的形變,比較好解釋,後者其實原理很複雜。

假設乙個球靜止在乙個水平光滑的桌面上,球非常的硬。所以桌面會因為球的擠壓而有形變,形成乙個以接觸點為中心的環形山結構。因為形變是對稱的,支撐面對球的支援力和球受到的重力都沿豎直方向。

球很穩定。

然而,當球滾動時,環形山形變的前半部分被擠壓,後半部分因為球的離開而漸漸回覆正常。這個時候形變不再對稱,支撐面對球的作用力向前不再豎直而是傾斜。這個時候可以把這個作用力分解為豎直方向 和水平方向 。

與重力 相等,同時也會產生乙個力矩阻礙運動,稱為滾動摩擦力矩 。 。 是力的作用點偏離重力所在的豎直直線的距離。

所以路面越硬, 就越小,滾動摩擦力矩就越小。因此,在鬆軟的路面上騎車比在水泥路上要費力的多。同樣,許多及其採用滾動軸承,軸承中有許多球在內外環之間滾動。

在製造上要求這些球有很高的硬度,目的就在於減少滾動摩擦。

雖然我們常說滾動摩擦比滑動摩擦小,但前者為力矩後者為力,不好直接比較。不過如果假設乙個滾動的球受到的「滾動摩擦力」為 ,在球和桌面的接觸點沿著球的切線方向。則這個理論上的「滾動摩擦力」產生的力矩為 ,這個理論摩擦力矩和真實的 應該相等。

所以 其中的就是滾動摩擦係數, 為物體所受的重力。這樣,滾動摩擦也和重力成正比了。

如果球不滾動,只是被推著向前滑,則 ,這裡 為靜摩擦因數。一般來說,除非非常軟的物體, 都遠大於 ,所以滾動摩擦一般比滑動摩擦小。

而滑動摩擦則非常複雜。無論多麼光滑的表面,都有凹凸不平的突起。於是相互接觸的物體彼此鑲嵌。

想要使兩者相互運動,就需要超越此類鑲嵌造成的阻隔。這種超越可能造成突起斷裂,產生的碎末會在兩物體間滾動,從而起到潤滑作用,導致滑動摩擦因素通常遠大於滾動摩擦。同時,對於原子層面及其光滑的表面,原子間的相互作用力也會導致摩擦產生。

可見滑動摩擦力是多麼複雜。

8樓:半畝xinyun

微觀結構下的電磁力作用。

世上只有三種基本力,強力,電磁力及弱力,引力。

其中強力與弱力只在原子核內被觀察到。電磁力從在10的負10次方公尺開始,起著主宰作用。引力比電磁力弱很多,只有在星體尺度上,且因電荷中性才會起主導作用。

摩擦力的定義,早於電磁場被完全理解,所以從根本上不可能用單一公式來表示。我們通常採用的摩擦係數都要通過實驗確定,與兩個物體的材料,粗糙程度等微觀結構密不可分。

前兩天看過一篇溜冰的摩擦力,取決於冰層表面幾奈米水層的微結構,可幫助理解摩擦力的複雜性。

9樓:

物體形變之後恢復本來形狀的特性,本質就是電磁力。

放大物體的表面,都是凹凸坑窪的,凹凸面相互嵌入,與接觸面相切的方向形成很多「卡扣」,需要做功令「卡扣」形變才能解開,而電磁力的作用就是保持「卡扣」的形狀。

在流體中,阻礙運動的既有分子間的電磁力,又有分子的慣性。

10樓:姚子毅

「摩擦力」可以也為了讓一切變得更精彩,如果存在裡存在是有目的的,有它,東西行為變得更有序,這樣哪兩個東西都是,是有機會認知到對方的 ,「生命」也更加靈動壯麗磅礴,其他的什麼也一樣。一些東西的變成也更容易,好像風一吹就有了生命,晃一晃就有了生命,但,這樣,東西和包裹東西的什麼是有界限的,也,看到了,更外面一定很!!(沒有好的詞)的。

然後,最後,那就得打。

如果不管在哪它有就有了,那就得研究,然後進行深層次的運用,更深,更更更更更深的別的什麼,有地是人缺錢,沒準還有圖名的,更有無比看重這些的人,看到了,再有些實證,再有「哲學」的定義蓋章,那就有原理了,但有屁用啊,還是劃圈子,繞來繞去,前有好幾個圈子了,後邊一定還有,真鑽牛角尖了,最後頭進身子裡,翻過來長。

11樓:思考人生

一開始人們認為摩擦是指兩個物體間表面的凹凸不平直接的碰撞,但發現這並不能解釋摩擦中機械能的損失。現在有一種說法為因為兩個物體分子間靠得太近,所以彼此分不清」敵我」,因分子間作用力互相粘在了一起無法分開,而分開時的「牽扯」造成表面分子的振動而產生熱量。

高中物理競賽生,在某本競賽書上看到的,自認為比較靠譜

12樓:

在多數情況下,最好理解的是物體表面都像是凹凸不平的小鋸齒,它們阻止著活動,壓力在某種程度上使得這些小鋸齒更深地陷入接觸面,滑動因此更難。

而光滑的冰,聽說過乙個說法,因為接觸和摩擦會融化冰,使得水去鋪平這些小鋸齒,冰面變光滑了。

粗鄙之見而已。

13樓:葉未

工業應用和摩擦學的角度來講講,先看幹接觸,上兩張圖

這就是乙個工程表面的表面形貌,這個表面的粗糙度值是0.4um。一維的表面粗糙度是這樣:

可以看到真實表面有很多粗糙峰,當兩個接觸表面有相對滑動時(或滑動的趨勢時)粗糙峰間的相互嚙合、碰撞和彈塑性變形會產生摩擦力,這就是最早的機械嚙合理論。一般的工業應用中這個理論是適用的,降低表面粗糙度能夠有效減小摩擦力,降低疲勞磨損。例如風電齒輪,需要將表面粗糙度加工到0.

2um左右才能夠滿足使用要求。但是一些情況下超精加工的表面摩擦係數反而劇增,可見機械嚙合作用不是產生摩擦力的唯一因素。

以下這一部分主要參考摩擦學原理(溫詩鑄黃平著,第四版)

分子作用理論認為分子的活動性和分子力作用使得固體黏附在一起從而產生滑動阻力,分子間電荷力在滑動過程中產生的能力損耗是摩擦的起因。

粘著摩擦理論是上世紀三十年代,從機械-分子聯合作用的觀點發展起來的固體摩擦理論,同時也奠定了現代固體摩擦的理論基礎。主要有一下三個要點:

1.摩擦表面處於塑性接觸狀態

由於實際接觸面積只佔表觀接觸面積的很小部分, 在載荷作用下接觸峰點處的應力達到受壓的屈服極限而產生塑性變形。此後,接觸點的應力不再改變,只能依靠擴大接觸面積來承受繼續增加的載荷。

2.滑動摩擦是粘著與滑動交替發生的躍動過程

由於接觸點的金屬處於塑性流動狀態,在摩擦中接觸點還可能產生瞬時高溫,因而使兩金屬產生粘著,粘著結點具有很強的粘著力。隨後在摩擦力作用下,粘著結點被剪下而產生滑動。這樣滑動摩擦就是粘著結點的形成和剪下交替發生的過程。

3.摩擦力是粘著效應和犁溝效應產生阻力的總和

摩擦副中硬表面的粗糙峰在法向載荷作用下嵌入軟表面中,假設粗糙峰的形狀為半圓柱體。這樣接觸面積由兩部分組成:一為圓柱面,它是發生粘著效應的面積,滑動時發生剪下。

另一為端麵,這是犁溝效應作用的面積,滑動時硬峰推擠軟材料。

基於以上幾點結合黏著修正理論可以得到比較切合實際的摩擦係數。

此外,還有從能量分析的觀點出發的變形能摩擦理論,假設當切向變形能剛好超過法向變形能時出現相對滑動,即

(EN(1/2*彈性模量*正應力^2)=ES(1/2*剪下模量*切應力^2)

此時的摩擦係數為f=sqrt(彈性模量/剪下模量)

由於流體的粘滯性,相互滑動的隔層流體間將產生剪應力即內摩擦力,潤滑膜作用在固體表面的摩擦力可以將與表面接觸的流體層中的剪應力沿整個潤滑膜範圍積分求得。

上面是全膜潤滑的簡化情況,由於真實表面粗糙峰的存在,並不是每個接觸位置都是潤滑膜,粗糙峰會刺破油膜從而形成峰峰接觸,於是就有混合潤滑狀態。對於彈性流體動力潤滑理論(Elasto-Hydrodynamic Lubrication,EHL)已經有比較深入的研究,對混合潤滑也是在此基礎上考慮表面粗糙度等因素開展研究。

Stribeck曲線可以用來描述潤滑狀態

以上是巨集觀摩擦學方面的一些簡單介紹,微觀摩擦學部分目前了解不多。

未完···

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