摩擦系数

更新时间:2024-07-24 12:44

摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值,即摩擦系数=摩擦力÷垂直力。它是和表面的粗糙度有关,而和接触面积的大小无关。依运动的性质,它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。滑动摩擦力是两物体相互接触发生相对滑动而产生的。

定义

如果两表面互为静止,那两表面间的接触地方会形成一个强结合力-静摩擦力,除非破坏了这结合力才能使一表面对另一表面运动,破坏这结合力-运动前的力-对其一表面的垂直力之比值叫做静摩擦系数μs,写成式子如下:

(方程式图1)fs为静摩擦力

或 fs=μs*N; N为垂直力

而这破坏力也是要使物体启动的最大的力,我们又叫此力为最大静摩擦力。所以,我们应把上式改写成:

(方程式图2)fk为动摩擦力

如汽车启动后过了些时候它会慢慢的减速下来,最后静止。这表示物体运动时,它的表面和另一表面,仍然存在摩擦力。(如地面)而实验发现此力比静止时的摩擦力来得小,我们定义这摩擦力和垂直于地面的作用力叫做动摩擦系数μk,写成式子如下:

fk=μk*N

所以,由上我们可得知μs>μk

摩擦系数表

材料名称 静摩擦系数 动摩擦系数

无润滑 有润滑 无润滑 有润滑

钢-钢 0.15 0.1~0.12 0.1 0.05~0.1

钢-软钢 0.2 0.1~0.2

钢-铸铁 0.3 0.2 0.05~0.15

钢-青铜 0.15 0.15~0.18 0.1~0.15

软钢-铸铁 0.2 0.18 0.05~0.15

软钢-青铜 0.2 0.18 0.07~0.15

铸铁-铸铁 0.18 0.15 0.07~0.12

铸铁-青铜 0.15~0.2 0.07~0.15

青铜-青铜 0.1 0.2 0.07~0.1

皮革-铸铁 0.3~0.5 0.15 0.6 0.15

橡皮-铸铁 0.8 0.5

木材-木材 0.4~0.6 0.1 0.2~0.5 0.07~0.15

性质:摩擦系数可能大于1

从摩擦机理角度

摩擦系数主要是接触材料、界面粘染物或面润滑剂

从测定方法分析

摩擦系数通常可以用摩擦角的方法测定,其方法一般是:将所要测量的两物体中的其中一个倾斜放置作为斜面,另一个放在斜面体上沿其滑下,逐渐减小斜面倾角θ,可以发现,当θ达到某一数值θ0 时,物体匀速下滑,则由

mgsinθ0=μmgcosθ0,

得:μ=tan θ0。 (1)

θ0 是摩擦角,测得了θ0 ,就可以知道此两物体间μ的值,从(1)式容易看到:

当θ0 <45 °时,μ<1,

当θ0=45 °时,μ=1,

当θ0>45 °时,μ>1 。

由于正切函数在第Ⅰ象限的值域是(0,∞),所以μ不一定小于1,至于μ到底是多少,则由材料性质,界面状况等而定。

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