在两个相互滑动或试图滑动的物体之间作用的力称为摩擦。例如,当我们沿着粗糙的地板推箱子时,摩擦会使任务变得困难。
摩擦力也被称为反作用力,因为它始终沿与正在移动或试图移动的物体相反的方向起作用。由于摩擦,运动的物体会减速。有时,摩擦是有用的,因为它可以防止汽车轮胎在道路上打滑,也可以帮助我们在人行道上行走而不打滑。行走时,鞋上的胎面与地面之间产生的摩擦会阻止我们打滑。
有时,不必要的摩擦太大,我们希望减少摩擦。例如,机器零件之间的摩擦会降低机器的效率,为了减少这种摩擦,我们会对机器零件上油。油有助于分离表面,这有助于减少它们之间的摩擦。
影响摩擦的因素
有许多因素会影响相对运动中两个表面之间的界面处的摩擦条件。这些因素如下:
- 表面光洁度-摩擦系数受粗糙度,数量,甚至是表面上凹凸不平的方向接触点的影响很大。
- 温度-环境中的总体冷,热或冷水平会影响摩擦。例如,温度确定抗磨添加剂或极压添加剂在某些应用中是否有效。
- 操作负载-摩擦力随负载直接变化。超过设计容量的负载将大大增加摩擦摩擦系数。
- 相对速度-将速度增加到超过指定的安全级别将大大增加摩擦。
- 表面之间的相对运动的性质-摩擦系数还受滑动运动与滚动运动的影响。
增加摩擦的方法
方法1:创建不均匀,粗糙或粘附的接触点。当两个或多个物体相互滑动或摩擦时,可能会发生三种情况:表面上的细小不规则处,角落和缝隙可能会相互卡住;一个或两个表面会由于运动而变形;最后,每个表面内的原子可以彼此相互作用。实际上,所有这三种作用都具有相同的作用:产生摩擦。与其他表面(如发粘的胶水等)的胶粘剂相互作用是增加摩擦的一种简便方法。
方法2:用力将两个表面压在一起。基本物理学的基本原理是,物体承受的摩擦力与其法向力成正比。这意味着如果我们用更大的力将两个表面彼此挤压,我们可以增加两个表面之间的摩擦力。
方法3:停止任何相对运动。也就是说,如果一个身体相对于另一个身体运动,则将其停止。到现在为止,我们一直专注于滑动摩擦,也称为动摩擦-两个物体相互滑动时发生在两个物体之间的摩擦。实际上,这种摩擦不同于静摩擦,静摩擦是在物体刚开始彼此相对运动时发生的。当两个物体开始彼此相对运动时,它们之间的摩擦是最高的权利。一旦它们逐渐运动,这种摩擦力就会减小。这是为什么开始推沉重的身体比保持沉重的身体更困难的最重要原因之一。
方法4:去除两个表面之间的润滑。油,油脂,凡士林等是可以大大减少两个物体或表面之间的摩擦的润滑剂。这是由于以下事实:两种固体之间的摩擦比这些固体与它们之间的液体之间的摩擦高得多。为了增加摩擦,我们需要从场景中除去所有润滑剂,仅使用干燥和未润滑的零件来产生摩擦。
方法5:增加流体粘度。除了固体外,流体(液体)和气体(如空气)也会产生摩擦。流体通过固体时产生的摩擦力大小取决于几个因素。其中最容易控制的是流体粘度,因为液体的粘度越大,流体与固体之间的摩擦力就越大。高粘度的流体(“稠”,“粘稠”等)比低粘度的流体(“光滑”和“液体”的)产生更大的摩擦力。
方法6:增加暴露在空气中的面积。如前所述,诸如水和空气之类的流体在与固体物体接触时会产生摩擦。物体在流体中运动时所经历的摩擦力称为阻力。阻力的最重要属性之一是,具有较大表面积的对象在流体流过时会具有更大的阻力。
方法7:使用具有更大的阻力系数的形状。各种形状在通过流体时会以各种方式与流体交互作用-这意味着某些形状可能比由相同数量的材料制成的其他形状具有更大的阻力。阻力系数是测量形状使相对阻力的量,因此,具有高阻力的形状被称为具有高阻力系数。
方法8:使用渗透性较小的材料。一些材料可渗透流体。用Layman的术语讲,它们的内部有孔,可以让流体通过。这容易地减小了流体能够推向的物体的面积,并且这降低了阻力。即使它们是微小的孔,此属性也保持不变-只要孔足够大以使某些流体穿过对象,阻力就会减小。这就是设计用于产生大量阻力以减慢使用者跌倒速度的降落伞的原因,它是由结实的轻质丝绸或尼龙制成的,而不是由粗棉布或咖啡过滤器制成的。
方法9:提高对象的速度。不管物体的形状是什么,制造的材料的渗透性如何/更少,它产生的阻力总是会随着其运动的加快而增加。身体移动得越快,它必须穿过的流体就越多,因此,它受到的阻力也就越大。由于阻力,以极高速度移动的物体将承受很高的摩擦力,因此必须简化这些物体,否则它们将在阻力的作用下散落。
减少摩擦的方法
方法1:在诸如船,飞机,汽车等流体中运动的物体,其主体的形状必须进行精简,以减少作为流体的物体之间的摩擦。
方法2:可以通过抛光物体的表面来减少摩擦,因为抛光可以使表面光滑平整。
方法3:必须定期将润滑脂(例如油或油脂)涂抹到机器零件上,以减少它们之间的摩擦。
方法4:假设将一个对象滚动到一个表面上,则可以使用滚珠轴承来减少滚动对象和表面之间的摩擦。
方法5:也可以通过减少两个表面之间的接触来减少两个表面之间的摩擦。
方法6:滚珠轴承用于制造车辆,自行车和车辆以减少摩擦。
有关摩擦的样本问题
问题1:减少摩擦量会怎样?
回答:
Less friction means it is harder to stop. The low friction scenario occurs to cars when it rains. That’s why there are often so many accidents. Even though the friction of the brakes is still present, the brakes may be wet, and the wheels are not in as much contact with the ground surface.
问题2:减少摩擦的3种方法是什么?
回答:
Polishing the rough surface. Adding bearings or wheels between the moving parts of a machine or vehicles reduce friction and allow smooth movement as rolling friction is less than sliding friction.
问题3:我们可以将摩擦降低到零吗?
回答:
Friction can be reduced to a great extent by polishing surfaces or by using a large amount of lubricants such as oil, water, or grease but we cannot reduce friction to zero. We cannot completely eliminate friction as it is necessary for any motion without it we cannot imagine any motion as there is no motion on a smooth surface.
问题4:摩擦取决于什么因素?
回答:
Friction mainly depends on two factors: 1) the material that is in contact with the body 2) the force which is pushing the two bodies together
问题5:摩擦是否取决于质量?
回答:
Friction DOES NOT depend on the mass of the body. It only depends on the normal force and the roughness of the surface in contact as it is generated during actual contact only.
问题6:我们所说的用来减少摩擦的物质是什么?
回答:
A lubricant is generally an organic substance, introduced to reduce friction between surfaces in mutual contact, which ultimately reduces the heat generated when the surfaces move. Therefore it helps to reduce friction and make the motion easier.