摩擦
物理學名詞
中文名
摩擦
外文名
friction
類型
物理學名詞
釋義
兩物體接觸麵有阻礙相對運動的力
種類
滑動摩擦和滾動摩擦
快速
導航
認識過程
種類 形式 作用 應用 相關概念
概念
摩擦的類別很多,按摩擦副的運動形式摩擦分為滑動摩擦和滾動摩擦,前者是兩相互接觸物體有相對滑動或有相對滑動趨勢時的摩擦,後者是兩相互接觸物體有相對滾動或有相對滾動趨勢時的摩擦;而這兩種摩擦在計算時須保證的條件是:物體狀態是靜止或勻速直線運動,這時摩擦力等於物體所受阻力。在相同條件下,滾動摩擦小於滑動摩擦。
摩擦又可分為外摩擦和內摩擦。外摩擦是指兩物體表麵作相對運動時的摩擦;內摩擦是指物體內部分子間的摩擦。幹摩擦和邊界摩擦屬外摩擦,流體摩擦屬內摩擦。
幹摩擦 摩擦副表麵直接接觸,沒有潤滑劑存在時的摩擦。常用庫侖摩擦定律表達摩擦表麵間的滑動摩擦力F、法向力N和摩擦係數f間的關係:f\\u003dF\/N。鋼對鋼的f值在大氣中約為 0.15~0.20,潔淨表麵可達0.7~0.8。根據英國的F.P.鮑登等人的研究,極為潔淨的金屬(表麵上的氣體用加熱、電子轟擊等方法排除)在高真空度的實驗條件下,表麵接觸處被咬死,f值可高達100。這種極為潔淨的金屬表麵一旦與大氣相接觸便立即被汙染或氧化,從而使f值顯著下降。
靜摩擦的測定方法有傾斜法和牽引法。①傾斜法:把重力為N的欲測物體放在對偶材料的斜麵上,逐漸增加斜麵的傾角,測得物體開始滑動時的傾角 θ(摩擦角),由此求得摩擦係數f\\u003dtgθ。②牽引法:把重力為N 的欲測物體放在對偶材料的平麵上,以力P牽引,物體開始滑動時的力F就是最大的靜摩擦力(此時F\\u003dP),由此求得摩擦係數f\\u003dF\/N。動摩擦可在各類型試驗機上(如往複式摩擦磨損試驗機、旋轉圓盤-銷式摩擦磨損試驗機和四球式摩擦試驗機)測定,為此在試驗機上裝設測定摩擦力或摩擦力矩的機構,先測出摩擦力,而後換算出摩擦係數。常見的測量方法有杠杆法、彈簧法和電測法等。測定時需要確保清潔,否則會影響所測的摩擦力。接觸麵粗糙程度決定摩擦力大小
邊界摩擦和流體摩擦 邊界潤滑狀態下的摩擦稱為邊界摩擦。邊界摩擦係數低於幹摩擦係數。邊界摩擦狀態下的摩擦係數隻取決於摩擦界麵的性質和邊界膜的結構形式,而與潤滑劑的粘度無關。流體潤滑狀態下的摩擦稱為流體摩擦。這種摩擦是流體粘性引起的。其摩擦係數較幹摩擦和邊界摩擦為低(見潤滑)。
形式
摩擦又分為靜態摩擦和動態摩擦,其中又含有,幹摩擦和濕摩擦,靜電摩擦等……
針對於紡織的摩擦形式來說,通常將試樣分兩種摩擦,一個是根據標準在規定的環境中進行預處理 將試樣用幹、濕摩擦布或毛刷摩擦後,用灰色樣卡評定摩擦布或試樣的沾色或變色 情況,適用於印染紡織品耐幹、濕摩擦及刷洗摩擦色牢度試驗。配合使用的儀器是LFY-304紡織品耐摩擦色牢度儀。
作用
好處
1.增加阻力:汽車輪胎的花紋等
2.發光生熱,鑽木取火就是摩擦的一種利用,像玻璃棒和絲綢的摩擦使電子發生轉移等
3.摩擦接合,在我們所用的離合器中有個是摩擦片式的,他起到一種摩擦接合的作用,這種接合方式是非剛性的,可以避免一些危害(具體可查相關書籍,推薦汽車離合器)。
壞處
1.不必要的摩擦,在我們汽車上,當發動機作為動力源帶動車輪旋轉時,這時候傳動齒輪間的摩擦就是一種害處。
2.增加磨損,在我們的日常的生產中,經常會遇到類似於由於磨損而導致的零件的報廢,這時候的摩擦就是一種損害元件的因素,應盡量避免。
應用
如何減少摩擦
在地板上推動重物時,希望摩擦力小些,於是地上灑油、滑石粉或鋪上滾木、裝上車輪等均可達到某種程度之助力。
滾珠軸承
輪子發明之初,其滾動是繞著輪軸而轉,它和地麵之間雖為滾動摩擦,但和軸之間仍為滑動摩擦。時到今日,則均改良成為輪與軸之間裝上滾珠軸承,並且塗上油脂,大大的降低了摩擦對運動的影響。
氣墊法
實驗室中將桌麵打很多小孔,小孔連接到鼓風機,於是孔中噴出的強氣柱可將桌麵之運動體浮起來,所以運動體所受的摩擦力就隻有空氣而已,此時之摩擦力比原先小了很多。
氣墊船及最先進之磁浮列車都是藉著氣墊以減少摩擦的應用實例,但後者之浮起係靠著磁力的作用。