通常最大静摩擦系数是略大于滑动摩擦系数的.但在本题中,题意是最大静摩擦力等于滑动摩擦力,列式表示即:f静最大=f滑==μN(N是压力)
最大静摩擦力为什么比滑动摩擦力大科普一下,为什么静摩擦力大于动摩擦力?规范一下,是最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
相互接触的两个物体有相对运动的趋势时,在两物体的接触面上就会产生阻碍相对运动趋势的力,这个力就是静摩擦力。
静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,静摩擦力的大小,随与之反方向的外力的增大而增大,但静摩擦力的增大只能达到某一个最大值,当外力大于这个最大值时,物体就会发生相对滑动。
静摩擦力的这个最大值就叫最大静摩擦力。
那么,最大静摩擦力为什么会大于滑动摩擦力呢?曾多次被问到,也曾做过粗略的解释。
因为产生静摩擦力的条件是:①两物体之间有压力;②两物体接触面不光滑;③两物体之间有相对运动的趋势。
其中,两物体接触面不光滑,就会有凹有凸,相互接触的两物体的接触面的凹凸部分就相互啮合。
当两物体受到外力有相对运动趋势时,两物体的凹凸部分就会相互阻挡,于是产生阻碍相对运动趋势的力,也就是静摩擦力,外力越大,凹凸部分挤压的越紧密,阻力就越大,当然,其中伴有凸出部分的被破坏。
一旦能将凸出部分都破坏掉,物体自然就会发生移动,这一瞬间的静摩擦力最大。
随着凸出部分的被破坏,受的的阻碍肯定会减小,虽然,在向前滑动的过程中会遇到新的阻碍,但啮合部分只是新接触的部分,比移动之前两物体全部接触面都相互啮合,受到的阻碍肯定会有所减小,所以,受到的摩擦力(滑动摩擦力)要小于最大静摩擦力。
不知这样解释是否合适,但感觉比较通俗易懂。
您是否曾经帮助一位朋友重新布置室内的家具,大多数家具可以轻松移动,但较重的居家通常需要多人合作才能推动。
在开始将沙发从房间的一侧推向另一侧之前,通常会讨论将其移动到何处,因为您希望将其尽可能少地移动。
图注:推移沙发刚开始很费劲,那是因为静摩擦导致。
您可能不知道这一点,但是您希望尽量减少移动次数的原因是由于静摩擦和动摩擦。
基本上,一旦您真正使大沙发在地板上移动,保持滑动直到到达新位置要容易得多,而不是间断性的推动它。
为什么会这样?用更具体的科学术语来说,为什么静摩擦大于动摩擦?摩擦学对于不熟悉该词的人来说,“摩擦”是一个物体或表面在另一物体或表面上移动时会遇到的阻力。
有多种类型的摩擦力适用于流体层和其他物质,例如干摩擦、表摩擦、内摩擦、流体摩擦和润滑摩擦。
它们可以适用于物体存在的不同情景,从流体在表面上的摩擦到对象随着形式(化学或物理)变化而产生的内部阻力。
摩擦力是世界上的关键力,考虑到它以无数种不同的方式抵抗和稳定运动。
由于脚与地面之间的摩擦力,我们能够越过地面并获得速度,从而使我们能够“向前”推抵平坦的表面。
同样,在高速公路上行驶或急转弯时,汽车依靠摩擦来保持控制。
摩擦的主要结果是产生热能,因为两个表面之间的摩擦将动能转化为热量。
但是,并非所有的摩擦都是有利的,因为它也会导致磨损,例如鞋底、家具地板表面或汽车轮胎的磨损。
图注:由于摩擦导致轮胎磨损今天,我们将研究两种适用于干摩擦的阻力,即抵抗两个表面接触的固体物体运动的力。
上面的沙发在整个房间中移动的示例是一种干摩擦,这是最常用于我们日常生活的基本类型。
动摩擦与静摩擦当两个物体彼此相对移动时,会发生两种类型的摩擦:静摩擦和动摩擦。
静摩擦力是将静止的物体保持在适当位置的力。
该静摩擦将保持在原位,直到在物体上施加的力克服静摩擦力为止。
无论是静止的还是运动的,重力始终都作用在物体上,因此,为简单起见,可以将其从此讨论中消除。
静摩擦力在讨论静摩擦时,重要的是要降至微观水平。
每个物体的表面在微观尺度上都是不平坦的,无论触摸时感觉如何光滑。
当在显微镜下检查时,即使是全新的光滑地板,也会有凹凸,就像充满山脉和峡谷的表面地形图一样。
更正式地说,这些微小的表面不规则性称为微凸体。
当另一个具有自己独特的不规则性的物体与地板接触时,这些微凸体会相互作用,代表两个表面之间的实际接触点。
尽管盒子看起来像是“平齐”地摆放在地板上,但这只是表面上的接触区域。
只有微观不规则相互作用的特定点才接触,这称为实际接触区域。
在分子水平上,这些实际的接触区域承受着巨大的压力,并且分子间作用力导致分子之间形成某种形式的键合(冷焊)。
这会在两个表面之间形成粘附力,这是抵抗运动的静摩擦的主要元素之一。
但是,这还不是全部。
凹凸的干扰导致表面互锁。
换句话说,一个地形图的山脉可能会落入另一个地形图的山谷。
这进一步导致了静摩擦,因为在克服静摩擦阈值之前,必须通过施加的力使表面的那些区域变形或移动。
在分子间力和表面凹凸的互锁之间,静摩擦代表着很大的力!动摩擦另一方面,动摩擦出现在克服静摩擦阈值的瞬间,即物体开始在另一表面上运动的瞬间。
一旦分子间键断裂并且表面的凹凸不平整,表面就可以彼此滑动。
这并不是说所有相反的力都已消除,但它们减小了。
凹凸表面之间的相互作用将继续,但是由于不断的运动,它们将没有足够的时间彼此“耦合”。
同样,由于压缩而导致的两个表面之间的分子间作用力不会产生。
图注:滑雪是动摩擦一旦消除了与运动相反的两个力,运动就可以更自由地发生,这意味着动摩擦力小于静摩擦力。
实际上,您不需要始终施加使物体运动所需的力来保持物体运动。
通过使对象在另一个对象的表面上滑动时保持其运动,而不是停止并允许静摩擦恢复,可以减少完成运动所需的总能量消耗。
我们生活在动与静、静与动之间不断变化中。
了解这些类型的摩擦背后的基本物理原理,可以让您对世界上一切事物的运动方式有更深刻的认识。
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