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摩擦方式

作者:Ron Kurtus

对于一对给定的物体或材料,有不同的摩擦方式,取决于物体的相对运动。

当一个力推着一个物体,但没有产生运动时,物体处于静态摩擦模式。当物体或材料之间有相对运动时,它们处于动力学或动态摩擦模式。

联接静力模态和动能模态是摩擦的过渡阶段或模态。这是物体或材料从静态变为相对于彼此的运动模式或从动态变为静态模式。

你可能会问的问题包括:

本节课将回答这些问题。有用的工具:单位转换



静摩擦模式

静态摩擦模式是指摩擦力产生的阻力大于试图移动物体或材料的力,这样就不会产生运动。在这种摩擦模式下,物体不会滑动、滚动或移动。

在静态模式下,力F施加在物体或材料上的阻力小于摩擦力Fr(写成F < Fr),这样就没有运动,物体之间保持静止。

请注意:一些来源称静摩擦为a类型包括滑动摩擦、滚动摩擦和流体摩擦。然而,静摩擦在这三种类型中都可能发生。

(见摩擦类型参阅有关这三种类型的资料。)

滑动

当你对一个干燥的物体施加一个力使它滑过另一个干燥的物体时,静摩擦会阻止物体移动。

滚动

同样,如果车轮上的力或扭矩必须大到足以克服静摩擦并允许车轮滚动。此外,静摩擦可以阻止流体沿固体或流体表面移动。

流体

静流体摩擦力很小,因此难以测量。然而,一个足够小的力不会移动一个润滑的物体或内部流体。

过渡阶段

当施加在物体上的力足以克服静摩擦时,物体就开始运动。这不是瞬间发生的。有一个从静摩擦到动摩擦的过渡,物体开始运动,摩擦系数发生变化。

注意,这也发生在从移动到静止的过程中。

关于滑动摩擦的过渡阶段发生了什么,已经有一些研究和测量,但在滚动或流体静摩擦过渡到动摩擦时,我不知道。这可能是因为在这些情况下摩擦力很小。

摩擦动力学方式

摩擦的动力学模式是当施加的力大于阻力时(f > fr.这会导致物体或材料在其他物体或材料上移动。

(动摩擦有时被称为动态摩擦或移动摩擦。)

这意味着一个固体物体会沿着另一个固体物体滑动,轮子会沿着物体或材料滚动,流体会沿着固体物体移动,固体会在流体上移动,流体的一层会相对于另一层流体移动。

有趣的是,摩擦的动系数——也就是动摩擦力——小于静力系数。

滑动

当你对一个干燥的物体施加一个力,让它滑过另一个干燥的物体时,动摩擦会使物体变慢。

滚动

当车轮滚动时,存在滚动摩擦或运动阻力。滚动动摩擦比滑动摩擦小得多。然而,如果车轮有点软——比如轮胎——或者地面很软——比如在泥浆中行驶——滚动摩擦就会很大。

流体

流体的动摩擦很小,因此难以测量。然而,一个足够小的力不会移动一个润滑的物体或内部流体。

总结

摩擦可以在静态模式下发生,这里没有运动,也可以在动力学模式下发生。物体或材料之间有相对运动。

在静态和动力学模式之间,有一个摩擦的过渡阶段,物体或材料从静态变为相对于彼此的运动。


试着在脑子里把事情定义清楚


资源及参考资料

罗恩·库图斯的证书

网站

摩擦资源-广泛的清单

摩擦类型——CK12.org

摩擦的概念——HyperPhysics

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关于摩擦科学的顶级书籍

关于摩擦实验的顶级书籍

摩擦科学与技术(机械工程系列)Peter J. Blau;Marcel Dekker酒吧。(1995) 89.95美元

滑动摩擦物理学(北约科学系列E:) B.N.佩尔松,E.托萨蒂;施普林格酒吧。(1996) 358.00美元


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