摩擦力

摩擦力是一種阻礙物體運動的力。這種力作用於接觸的表面之間。在本主題中,所研究的摩擦力是指兩個接觸的固體表面之間的摩擦力,例如木塊底部與地面之間的摩擦力、鞋底與地面之間的摩擦力,或汽車車輪與路面之間的摩擦力。

摩擦力總是作用於相互接觸的固體表面,即使物體表面非常光滑。即使是表面非常光滑的物體,在微觀尺度上實際上也非常粗糙。當物體運動時,這些微小的凸起會阻礙其運動。在原子層面,表面上的凸起會使原子彼此非常接近,使原子間的電場力形成化學鍵,將運動物體的兩個表面連接起來。當物體移動時,例如當你在桌面上推動一本書時,書的運動會受到阻力並最終停止。這正是由於這些化學鍵的形成和釋放所造成的。

當一個物體的表面與另一個物體的表面摩擦時,每個物體都會對另一個物體施加摩擦力。運動物體所受的摩擦力方向總是與物體的運動方向相反。摩擦力除了會阻礙物體的運動外,還會造成磨損和損壞。我們可以在車輛引擎中觀察到這一點。例如,給摩托車引擎潤滑實際上是為了減少引擎內部的摩擦。如果不潤滑,引擎很快就會損壞。這個例子就是摩擦帶來的弊端之一。

摩擦力的類型

摩擦力分為兩種:靜摩擦力(f <sub>s</sub>)和動摩擦(f<sub> k</sub>)。當物體靜止不動時,作用於物體表面的摩擦力為靜摩擦力;當物體移動時,作用於物體表面的摩擦力為動摩擦力。如果你推一張桌子,桌子仍然保持靜止,那麼作用在桌上的力量就是靜摩擦力。相反,當桌子開始移動時,作用在桌子上的力量就是動摩擦力。如果一張運動的桌子沒有持續被推動,過一段時間後它就會停止運動。桌子停止運動是因為動摩擦力阻礙了它的運動。

你有沒有在光滑的表面上滑倒過?滑倒時,鞋底或涼鞋底與光滑表面之間的作用力是動摩擦。這類似於摩托車或汽車在濕滑路面上行駛時,煞車直到車輪打滑。車輪打滑時,車輪與路面之間的作用力就是動摩擦力。相反,走路時,鞋底或涼鞋底與地面之間的作用力是靜摩擦力。同樣,當車輪不打滑時,車輪與路面之間的摩擦力也是靜摩擦力。

參考文獻