什么是摩擦力?
当你被冻结时,你做的第一件事是什么?这里有两种选择:要么用温暖的毯子把自己裹起来,要么用双手按摩让自己暖和起来。现在的问题是,为什么?当我们一起触摸我们的手时,它们是如何变得温暖的?摩擦是由我们的双手摩擦产生的,这会产生热量。这给我们一种温暖的感觉。
当我们将球扔到地板上时,它开始快速移动。但是,在运动方向上不应有任何力,球应根据牛顿第一定律继续滚动,但这不会发生。取而代之的是,球在给定距离后停止,表明有力在其上作用。那么,究竟什么是“摩擦”?为什么需要它?让我们仔细看看它。
什么是摩擦力?
Friction is a force that opposes the motion of one item sliding or rolling relative to another.
两个接触表面的带电粒子之间的电磁吸引力导致它。当物品相互接触时,我们每天都会遇到并使用它。即使它总是以与物体希望滑动的相反方向起作用。
例如,当我们想停车或减速时,我们会使用汽车刹车,因为刹车和车轮之间产生的摩擦力会导致汽车减速或停止。
摩擦力为行走提供了必要的牵引力而不会打滑。在大多数情况下,摩擦是有益的。然而,它们确实对该提议产生了很大的阻力。此外,大约 20% 的汽车发动机功率用于克服运动部件中的摩擦力。让我们在下一节中看一下其中的一些特征。
影响摩擦的因素
摩擦力可能因以下因素而改变:
- 当两个粗糙表面接触时,由于粗糙表面的过度互锁,它们之间的摩擦程度很高。
- 因为当两个光滑表面接触时,光滑表面之间的互锁较少,因此它们之间的摩擦程度较低。
- 它还受物体的重量或它施加在表面上的力的大小的影响。
什么导致摩擦?
接触的两个表面上的不规则性会产生摩擦。结果,当一个物体越过另一个物体时,表面上的不规则之处就会交织在一起,从而产生摩擦。表面越粗糙,不规则的地方就越多,摩擦力也越大。
摩擦类型
摩擦主要有两种:
1.干摩擦:发生在固体表面之间。它有四种类型。
- 静摩擦力
- 动摩擦
- 滚动摩擦
- 滑动摩擦
2.流体摩擦:它发生在液体和气体中。
摩擦的影响
- 它也会导致电力损失。
- 由于摩擦,我们可以走路、跑步、玩耍等等。
- 它产生热量,可用于加热物品的某些部分或我们自己。
- 在任何操作过程中,它都会产生噪音。
摩擦力的应用
- 摩擦是由气缸中的活塞运动产生的。
- 当火柴被点燃时,摩擦开始起作用。
- 因为笔和白板之间有摩擦,所以在书本和白板上书写是可行的。
摩擦定律
以下是五个摩擦定律:
- 运动物体与法向力之间的摩擦力成比例且垂直。
- 只要有摩擦力,无论接触面积如何,都会存在摩擦力。
- 物体的摩擦力取决于它所接触的表面类型。
- 静摩擦系数高于动摩擦系数。
- 速度对动摩擦没有影响。
示例问题
问题 1:一个女孩在干燥的大理石地板、潮湿的大理石地板、报纸和铺在地板上的毛巾上运行她的玩具车。按升序排列作用在汽车不同表面上的摩擦力。
回答:
The friction force between two surfaces is determined by their nature. If the surfaces in touch are rougher, friction will be higher. Because the wet marble floor is the least abrasive of the three, it will be subjected to the least amount of force. So, in order of roughness, wet marble floor, dry marble floor, newspaper, and towel are the roughest. As a result, the force will be in the same sequence.
问题2:摩擦力可以为零吗?
回答:
No, it is impossible to have zero friction because every surface will have minor irregularities no matter how lubricated.
问题3:摩擦力和重力之间的关系是什么?
回答:
The formula for frictional force is given as:
F = μ N
where μ is the coefficient of friction and N is the Normal force.
Here,
N = m g
where g is acceleration due to gravity or strength of gravity.
Normal force is a perpendicular force applied to the surface to the body. It is acted on the body by surface under the influence of gravity on the body in the downward direction.
Gravity is the downward acceleration experienced by anybody on the surface of any planet. This is responsible for weight experienced by the body. On a flat surface weight and Normal are opposite in direction. The surface in contact produces frictional force.
Friction is opposite to the direction of push applied on the body to make it move. If gravity is very strong it becomes harder to slide a body on a surface because of increased force of friction.
问题4:当我们在汽车上刹车时,它会阻碍运动;虽然是内力。为什么?
回答:
For the system of car, brakes and road on which it is moving, the application of brakes constitute external forces hence the car retards. It is the friction that acts against the motion of the car.
问题 5:为什么摩擦力是一种非保守力?
回答:
Friction is a non-conservative force because the amount of work done by the friction depends on the path.