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动摩擦因数 发布于:

动摩擦因数(或动摩擦系数)是彼此接触的物体做相对运动时摩擦力和正压力之间的比值。当物体处于水平运动状态时,正压力=重力。不同材质的物体的动摩擦因数不同,物体越粗糙,动摩擦因数越大。

动摩擦因数:dynamic friction factor。

虽然动摩擦系数的测量可以通过公式μ=f/N(μ为动摩擦系数,无单位,f为摩擦力,N为正压力)计算得出。但是动摩擦系数是物体本身的属性,只与物体本身有关,与有没有进行相对运动,以及有没有正压力无关。所以不能说动摩擦系数与摩擦力成正比,与正压力成反比。只能说摩擦力与正压力和动摩擦系数成正比,也就是f = μ *N.

动摩擦因数又称之为动摩擦系数,物理学上用一个希腊字母μ表示,这个值是彼此接触的两个物体做相对运动时滑动摩擦力和正压力之间的比值。不同材料物体间的动摩擦因数不同,物体越粗糙,动摩擦因数越大。

μ=f/N

(μ为动摩擦因数,无单位,f为摩擦力,N为正压力)

静摩擦力始终等于外力(力的平衡)

动摩擦力除以正压力就等于动摩擦系数,并且滑动摩擦力与正压力的合力总是与接触面的切面成一个定角δ=arccotμ。

由于滑动摩擦力和正压力的单位均是牛顿,所以动摩擦因数是没有犁订热奔单位的。但是,动摩擦因数是物体本身的固有属性,只与物体本身有关,促龙棕与有没有发生相对运动,以及有没有正压力无关。所以,不能说动摩擦因数μ与摩擦力成正比、与正压力成反比。动摩擦因数的大小与两个接触面的材料和粗糙程度等情况有关。动摩擦因数一般小于1。

各种版本的中学物理课本,给出的两种材料间的动摩擦因数都是小于1,一般的参考书所举的例子也是小于1,有的学生就据此认为材料间的动摩擦因数总小于1。其实,两种材料间的动摩擦因数也有大于1的。

有些材料间摩擦力与正压力间的比值μ小于1。即动摩擦因数小于1,有些材料间的摩擦力与正压力间的比值μ大于1,即动摩擦因数大于1,实验测得橡皮与金属间的动摩擦因数1<μ<4,铟与铟间的动摩擦因数1.5<μ<2.0。将金属放在1.33×10~1.3×10-3~1.3×10-4Pa的真空中。加热到一定的温度并保持一段时间,然后除去表面污物,冷却后测定动摩擦因数可达5~6。不过在高中阶段,所见到的大都小于一,就这么认为就可以了。

(1)表面粗糙程度影响动摩擦因数大小

(2)温度影响动摩擦因数大小

(3)各种材料表面的不同分子结构影响动摩擦因数大小

当然,影响动摩擦因数大小还有很多其他的因素,比如材料的表面膜的存在,因为基建在空气中总有一层氧化膜,这可以使动摩擦因数降低。还有材料中载荷的影响,对大多数物质来说,载荷的变化会直接影响到动摩擦因数,还有振动、光洁度、湿度等都会影响动摩擦因数的大小键誉付。

为什么不同材料间的摩擦因数又不同呢?不同材料间接触面上分子间的内聚引力不同,它将影响到物体间摩擦力,故不同材料间的院辩市摩擦因数也就不同。下表为几种材料间的动摩擦因数。

材料

动摩擦因数

钢—钢

0.25

木—木

0.30

木—金属

0.20

皮革—铸铁

0.28

钢—冰

0.02

木头—冰

0.03

橡胶轮胎—路面(干)

0.71

而有些材料的动摩擦因数还和摩擦时的条件有关轿劝,例如玻璃和玻璃之间在干摩擦条件下的动摩擦因数是0.4,但是在润滑摩擦条件下的动摩擦因数是0.09。常见的金属之间的动摩擦因数有这样的特点,相同金属或互溶性较大的金属之间容易发生粘着现象,使动摩擦因数增大键仔订,而不同金属之间由于互溶性比较差,它们之间不容宙匙试说易发生粘着,动摩擦因数一般比较低。

(1)将动摩擦因数的测量转化为运动距离的测量

(2)将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量

(3)将动摩擦因数的测量转化为角度的测量

(4)将研究运动物体转化为研究静止物体


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