滑动摩擦
简介
“滑动摩擦”是一种在现实生活中无处不在的力。它几乎存在于人类生活的方方面面,并影响着物体的运动,尤其是在物体在表面或地板上滑动时。“摩擦”大多是在地板或表面不完美或不光滑以致物体无法顺利移动时产生的。“滑动摩擦”发生在物体在现实生活中在崎岖的地板上滑动时遇到阻力时。
什么是滑动摩擦?
“滑动摩擦”可以定义为一种“阻力”,当物体在表面上滑动时,它限制了物体的运动路径。当物体与地面接触时,“滑动摩擦”是造成其难以在地面上滑动的力(Jia 等,2022)。例如,如果一个箱子放在一个崎岖的地板上,由于不均匀的力,它无法轻松地在该地板上滑动。在这里,“滑动摩擦”正在对物体在地板上平稳滑动产生阻力。
图 1:滑动摩擦
由于其对物体运动路径的阻力,“滑动摩擦”也称为“动摩擦”。简单来说,“滑动摩擦”是一种“动摩擦”,当“两个表面”接触并“相对移动”时产生(Sciencefacts,2022)。当“滑动摩擦”作用于物体时,用“FS = µSFn”表示。这里,“FS”表示“滑动作用力”,“µS”表示“滑动摩擦系数”,“Fn”表示“法向力”。因此,当一个移动的物体被推过一个崎岖的表面时,“滑动摩擦”力表现为一种阻力,它会对物体在地板上平稳移动产生摩擦。
图 2:滑动摩擦的例子
“滑动摩擦”也可以定义为一种“阻力”,它阻碍了“两个物体之间的运动”。这种力取决于“接触表面的类型”,特别是“地板的表面光洁度”和“用于制造表面的材料”(Sciencefacts,2022)。例如,当一个人在地板上滑动一个箱子时,它与地板直接接触并在其上滑动。在这里,为了成功地将箱子推过地板,这个人必须“克服地板的阻力”。在这里,“滑动摩擦”表现为一种“动摩擦”,限制了人们将箱子在地板上平稳推动。
滑动摩擦的特征
“滑动摩擦”几乎无处不在,尤其是在现实生活中,当力与阻力通过不同的动作产生时。当力作用于在表面上滑动的移动物体时,该力具有一些特征。首先,“滑动摩擦”在很大程度上取决于它在作用于移动物体时所面临的“接触力”。除此之外,“滑动摩擦”涉及两种不同的力,即“作用力”和与动作中移动物体相关的“法向力”(Jiang & Liu,2022)。然后,“运动方向”和“物体质量”等因素会影响物体的滑动及其阻力。
图 3:滑动摩擦的特征
从特征上讲,当“滑动摩擦”作用于移动物体时,它始终“小于静摩擦”。这导致了“滑动摩擦”的另一个重要特征的出现,即力对“材料性质”的依赖性(Sciencefacts,2022)。此外,“滑动摩擦”在现实生活中作用于物体时,在“接触区域”表现为“自由力”(Elesa,2022)。它也阻碍了“物体的运动”,这使得它成为一种阻力,尤其是在物体以合法的力向“相反方向”滑动时。
影响现实生活中滑动摩擦的因素
“滑动摩擦”取决于与物体、表面以及作用于物体的力的大小相关的多个方面。最初,“滑动摩擦”受“物体变形”的影响。例如,当空气或水等部件放置在杆等“固体表面”上时,它在特征上取决于“道路的变形”(Geeksforgeeks,2022)。“滑动摩擦”还取决于物体被滑动到的表面的“光滑度或粗糙度”。简单来说,如果表面光滑,则来自表面的阻力将不会基于“滑动摩擦”(Geeksforgeeks,2022)。另一方面,如果物体放在粗糙的表面上,由于地板的不平整性,它将经历更多的“滑动摩擦”,因为它受到很大的阻力。
结论
“滑动摩擦”是一种常规力,当移动物体和阻力表面接触时会施加。如果地板具有光滑的纹理,“滑动摩擦”看起来很平滑,但当地板粗糙时,“滑动摩擦”会阻碍物体的运动。在现实生活中,摩擦通常是由物体滑动到的表面的不平整度产生的。简单来说,几乎所有涉及表面和物体之间接触的运动都是“滑动摩擦”的例子。
常见问题
Q1. 如何减少物体的滑动摩擦?
答:“滑动摩擦”可以通过在表面和物体之间“引入润滑剂”来减少。它也可以通过使用诸如“滚珠轴承”之类的“滚轮”来减少,这遵循“滚动摩擦”力。
Q2. 哪些因素会增加滑动摩擦?
答:“增加重量”等因素会增加物体的“滑动摩擦”。例如,如果一个人一次推动两个箱子,箱子的重量会增加物体的“滑动摩擦”。
Q3. 现实生活中滑动摩擦的一些例子是什么?
答:“滑雪”、“打开窗户”、“汽车在冰上滑动”和“汽车在拐弯处打滑”等实时操作是“滑动摩擦”的一些例子。