摩擦力与接触面积有没有关系(摩擦力与接触面积无关)
初中物理课本上的关于滑动摩擦力的问题,今天小编就来聊一聊关于摩擦力与接触面积有没有关系?接下来我们就一起去研究一下吧!
摩擦力与接触面积有没有关系
初中物理课本上的关于滑动摩擦力的问题。
刚刚,在上初中的娃娃问了我一个问题:摩擦力与接触面积有没有关系?我答:“有关”。然后对照“标准答案”,很惭愧,我错了!WHAT?我竟然错了?作为从事过机械化工电力环保建筑工程的我,竟然错了????!!
于是翻书,教材给的内容是:滑动摩擦力的大小计算公式为 f =μ N , 式中的μ 叫动摩擦因数, 也叫滑动摩擦系数,它只跟材质、接触面粗糙程度有关,注意跟接触面积无关;N 为正压力。
这是绝对真理吗?我的头脑中冒出N个反对这个“真理”的实例:
1、轴承
现在有各种类型的轴承,比如滑动轴承、圆柱滚子轴承、深沟球轴承,同种材料,同样加工精度的不同种类的轴承的摩擦系数不一定相同啊,如果相同,人类何必发明轮子,直接用根木棍滚就得了。
2、飞机
当然,飞机的阻力不仅仅是摩擦力,还有很多其他阻力。但是摩擦力是主要的啊。如果滑动摩擦系数,它只跟材料、接触面粗糙程度有关,那飞机飞快飞慢对发动机的要求就不需要那么高了啊,什么超音速飞机啊,超光速飞机用个扇子摇一摇就可以了啊。
3、管道
滑动摩擦系数,它只跟材质、接触面粗糙程度有关,长输管道用根细细的四分管就可以了啊,何必用大口径管道呢,何必浪费钱呢。
4、二向箔
一小片二向箔,在一大张二向箔表面上滑动,用脚后跟想一想,它们之间的滑动摩擦力与面积相关啊,而跟接触面的粗糙程度有个毛的关系,因为引起滑动摩擦的原因是二向箔之间的引力啊,而不是机械摩擦。
唉,初中物理课本上的关于滑动摩擦力的论述,实质上是在说“天下乌鸦一般黑”,然后出题出卷的各位老师们根据这个结论,开始胡乱出题,只要你答有可能有白乌鸦,那你一定是错的。
回到问题本身,摩擦力与接触面积有没有关系?答:在某些限定条件下,摩擦力与接触面积无关,这些限定条件如下:
(1)不考虑分子作用情况(如二向箔、塑料布),只考虑机械啮合作用下
(2)只适用于具有屈服极限的材料,比如初中课本上常见的小木块,不适用于弹性、黏弹性、流体
(3)不考虑速度的影响
(4).......想不出还有什么条件,但是一定还有什么条件
在以上条件满足的情况下,摩擦力与接触面积无关,“天下乌鸦一般黑”。
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