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什么是摩擦力

编辑:在职研究生

    摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。作为借喻摩擦力这个词在日常生活中也经常被用来描述阻碍进展的力量。

   摩擦力与相互摩擦的物体有关,因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化,也不像对其它力那么精确。事实上,只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律。虽然如此摩擦力是世界上的一个事实。没有摩擦力的话鞋带无法系紧,螺丝钉和钉子无法固定物体。

    摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力都与耗散有关:它使得相互摩擦的物体的相对速度降低,并将机械能转化为热能。

    固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。在工程技中人们使用润滑剂来降低摩擦。假如相互摩擦的两个表面被一层液体隔离,那么它们之间可以产生液体摩擦,假如液体的隔离不彻底的话,那么也可能产生混合摩擦。气垫导轨是利用气体摩擦来工作的。润滑剂和气垫导轨的工作原理都是利用“用液体或气体(即流体)摩擦来代替固体摩擦”来工作的。

    假如润滑剂、液体或气体沿一个固体表面流动,其流速会受摩擦力的影响而降低。固体表面的构造对这个摩擦力的影响比较小,最主要的是流体的横截面面积。其原因是不仅在流体与固体的交面有摩擦力,流体内部不同的层之间也有内部摩擦,流体离固体表面的距离不同,其流速也不同。

    一个相对于一个流体运动的物体受到阻力。这个阻力与它的运动方向相反。在层流的情况下这个阻力与它的速度成比例,在紊流中这个阻力与它的速度的平方成比例。有时一个物体同时受到阻力和摩擦力,比如一辆汽车在运动时既受到空气的阻力也受到其轮胎的滚动摩擦。

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