滑動摩擦力

物理術語之一

滑動摩擦力是兩個有相對滑動的物體間在接觸面上產生的阻礙它們相對滑動的力,通俗來說就是一個物體在另一個物體表面上滑動時產生的摩擦。

當兩物體產生相對滑動(或有相對滑動趨勢)時,則在接觸間將產生阻礙物體滑動的力,這種力稱為滑動摩擦力,簡稱摩擦力。摩擦力作用在物體的接觸面上,其方向與滑動的方向(或相對滑動趨勢的方向)相反。

按接觸面之間是否有相對運動存在,滑動摩擦力可分為靜滑動摩擦力和動滑動摩擦力兩類。

產生條件


①兩物體接觸面粗糙
②兩個物體互相間有擠壓
③物體間有相對運動

大小


①接觸面粗糙程度相同的情況下,滑動摩擦力的大小跟正壓力成正比:
②物體所受壓力相同情況下,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大
③滑動摩擦力的大小比最大靜摩擦力略小。通常的計算中可以認為最大靜摩擦力等於滑動摩擦力。
註:一定範圍內滑動摩擦力與接觸面積無關;滑動摩擦力和物體運動速度無關

方向


總是跟接觸面相切,並且跟物體與相對運動方向相反。所謂相對,仍是以施加摩擦力的施力物體為參考系的
滑動摩擦力
滑動摩擦力

分類


靜滑動摩擦力

重為的物體放在粗糙的水平面上.通過繩索與托盤相連,固定面對物體的約束反力有法向反力與切向靜滑動摩擦力。
當盤中無砝碼時(盤自重不計),由物塊的平衡可知:。逐漸增加盤中砝碼的重量,但不超過某一極限值時,有;當砝碼重量達到極限值時,物塊將處於臨界平衡狀態.即處於將要滑動但尚未滑動的平衡狀態,這時靜滑動摩擦力達到最大值,若再增加砝碼的重量,摩擦力不再增加,物塊開始滑動,從而失去平衡。由此可知:一方面,靜摩擦力的數值隨主動力的變化而改變,其方向與物體運動趨勢的方向相反;另一方面,摩擦力的數值不隨主動力的增大而無限增大,而是不能超過某一個極限值,這個極限值稱為最大靜摩擦力,記為。於是,靜滑動摩擦力的取值範圍是:
最大靜摩擦力的取值滿足摩擦定律:臨界平衡狀態時,靜摩擦力達到最大值,其大小與物體問的法向反力成正比,其方向與物體的滑動趨勢方向相反。其數學表達式為:
這是一個近似的實驗定律,其中稱為靜滑動摩擦因素,它是反映摩擦表面物理性質的一個比例常數,其數值與相互接觸物體的材料、接觸表面的粗糙度、濕度、溫度等因素有關,而與接觸面面積的大小無關。

動滑動摩擦力

當物體已經滑動時,接觸面上作用有阻礙相對滑動的動滑動摩擦力,在數值上它也與接觸面的法向反力成正比,即:
其中,f是動滑動摩擦因素。它除了與接觸表面的物理性質有關外,還與物體的相對滑動速度有關,一般速度增大,f將略減小,且趨於一個極限值,而在工程應用中常把f作為常數。

性質


◆靜滑動摩擦力的方向與滑動趨勢相反,大小由平衡條件確定;
◆靜滑動摩擦力的大小是一個變值,
即(物體平衡範圍)
◆只有當物體處於將動未動的平衡臨界狀態時,靜動摩擦力達到最大值,即
其中:
—靜滑動摩擦係數(無名數);
法向反力(一般也由平衡條件決定)。
動滑動摩擦力:當物體具有相對滑動時,產生的摩擦力,稱為動滑動摩擦力。動滑動摩擦力一般用表示,
 其中:
—法向反力;
—動滑動摩擦係數。
工程實際中,因為與相差不大,故認為。