摩擦力

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《摩擦力》 讲义

《摩擦力》 讲义

《摩擦力》讲义一、摩擦力的定义当两个相互接触的物体发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。

比如说,我们在地面上推动一个箱子,如果箱子没有被推动,这是因为地面给箱子施加了一个摩擦力,阻碍了箱子的运动。

而当我们成功推动箱子让它在地面上滑动时,箱子与地面之间仍然存在摩擦力,只是这个时候的摩擦力比箱子静止时要小一些。

二、摩擦力的分类摩擦力主要分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

静摩擦力是指两个相互接触的物体,有相对运动的趋势但还没有发生相对运动时产生的摩擦力。

比如,放在倾斜平面上的物体,如果没有下滑,就是因为受到了静摩擦力的作用,静摩擦力的大小会随着外力的变化而变化,直到达到最大值,物体开始滑动。

滑动摩擦力是指当两个相互接触的物体发生相对滑动时产生的摩擦力。

它的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关。

接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力就越大。

滚动摩擦力则是指一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力。

在通常情况下,滚动摩擦力要小于滑动摩擦力,这也是为什么我们在生活中常常使用轮子来运输重物,就是为了减小摩擦力,让运输更加轻松。

三、影响摩擦力大小的因素正如前面所提到的,摩擦力的大小主要受接触面的粗糙程度、压力大小以及物体的运动方式(滑动、滚动)等因素的影响。

首先,接触面越粗糙,摩擦力越大。

想象一下在光滑的冰面上行走和在粗糙的石子路上行走,明显在石子路上行走时我们会感受到更大的阻力,这就是因为石子路的表面更加粗糙,增大了摩擦力。

其次,压力越大,摩擦力也越大。

比如,用同样的力气去推一个空箱子和一个装满重物的箱子,装满重物的箱子更难推动,这是因为重物增加了箱子对地面的压力,从而增大了摩擦力。

此外,物体的运动方式也会影响摩擦力的大小。

一般来说,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。

例如,自行车的轮子是滚动的,所以骑行时所受到的阻力相对较小,如果让轮子滑动,就会感觉非常吃力。

摩擦力的简单解释

摩擦力的简单解释

摩擦力的简单解释
摩擦力是一种力,它是由于物体间表面接触而产生的阻碍相对运动的力。

简单来说,就是两个物体接触时,由于它们表面间存在不规则的微小凸起和凹陷,导致它们之间存在一定的阻力,使得它们很难相对运动。

这种阻碍相对运动的力就是摩擦力。

摩擦力有两种类型:静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力是指当两个物体在相对静止状态下接触时,它们之间所产生的阻碍相对运动的力。

而动摩擦力则是指当两个物体在相对运动状态下接触时,它们之间所产生的阻碍相对运动的力。

静摩擦力和动摩擦力都受到一些因素的影响。

其中最主要的因素是物体之间表面间存在不规则的微小凸起和凹陷。

这些微小凸起和凹陷会导致物体表面之间存在一定程度上的粘着作用,从而产生了阻碍相对运动的效果。

此外,还有一些其他因素也会影响到摩擦力的大小,比如物体之间的压力、表面的粗糙程度、接触面积等等。

一般来说,当两个物体之间的压力越大,它们之间摩擦力也会越大。

而当表面越粗糙,接触面积越小时,摩擦力也会增加。

摩擦力在我们生活中有着广泛的应用。

比如,在我们日常生活中走路、开车、骑自行车等都需要克服摩擦力才能运动。

同时,在工业生产中,也需要考虑到摩擦力对机器设备的影响,从而采取相应的措施减少摩
擦损失。

总之,摩擦力是由于物体间表面接触而产生的阻碍相对运动的力。


受到多种因素的影响,并在我们日常生活和工业生产中发挥着重要作用。

什么是摩擦力

什么是摩擦力

什么是摩擦力摩擦力的定义摩擦力是指两个物体之间由于接触而产生的阻碍相对运动的力。

当两个物体相对运动或者试图相对运动时,它们之间会产生摩擦力。

摩擦力是一种常见的力,存在于我们日常生活的各个方面。

摩擦力的原理摩擦力的产生是由于物体表面之间存在微小的不规则结构,这些不规则结构会相互嵌入,从而阻碍物体相对滑动。

摩擦力的大小与物体表面的粗糙程度有关,表面越粗糙,摩擦力越大;表面越光滑,摩擦力越小。

摩擦力的类型静摩擦力静摩擦力是指当两个物体相对静止时,阻碍它们相对运动的力。

静摩擦力的大小与物体之间的压力有关,当施加在物体上的外力小于或等于静摩擦力时,物体将保持静止。

动摩擦力动摩擦力是指当两个物体相对运动时,阻碍它们相对运动的力。

动摩擦力的大小与物体之间的压力有关,但通常比静摩擦力小。

当施加在物体上的外力大于动摩擦力时,物体将开始运动。

滑动摩擦力滑动摩擦力是指当两个物体相对滑动时,阻碍它们相对滑动的力。

滑动摩擦力的大小与物体之间的压力和表面特性有关。

摩擦力的影响因素物体表面特性物体表面的粗糙程度会影响摩擦力的大小。

表面越粗糙,摩擦力越大;表面越光滑,摩擦力越小。

物体之间的压力物体之间的压力越大,摩擦力越大;压力越小,摩擦力越小。

物体之间的接触面积物体之间的接触面积越大,摩擦力越大;接触面积越小,摩擦力越小。

摩擦力的应用运动中的摩擦力在日常生活中,我们常常会遇到运动中的摩擦力。

例如,当我们骑自行车时,脚踩踏板产生的力通过链条传递给后轮,后轮与地面之间的摩擦力使得自行车向前运动。

摩擦力的控制在工程设计中,我们可以利用摩擦力来控制物体的运动。

例如,汽车的刹车系统利用摩擦力将车轮减速或停止。

摩擦力的减小有时候,我们希望减小摩擦力以提高效率或降低能量损耗。

为了减小摩擦力,我们可以采取一些措施,如使用润滑剂、改变物体表面的特性等。

总结摩擦力是由于物体表面之间存在微小的不规则结构而产生的阻碍相对运动的力。

它分为静摩擦力、动摩擦力和滑动摩擦力。

摩擦力ppt课件

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2、运动的物体能受到静摩擦力吗?
摩擦力的应用
人们的生产生活实际都与摩擦力有关,有益的摩擦要充分利 用,有害的摩擦要尽量避免。
鞋底上的各种花纹增大接触面的粗 糙程度
汽车在冰雪地行驶,轮胎 上加挂铁链可防止打滑
摩擦力的应用
各类机器轴承中安装滚珠且加入润滑油是为了减小摩擦,保证机器的 良好运行.
1.(滑动摩擦力)有关滑动摩擦力,下列说法中正确的是( B ) A.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 B.有滑动摩擦力必有弹力 C.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大
例3 (多选)如图甲所示,固定的水平木板上有质量m=3.75 kg的物块,受
到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩
擦力f的大小如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的
是( ABC )
A.t=1 s时外力F等于零
B.t=6 s时外力F可能等于5 N
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.08
第三章 相互作用
第三节 摩擦力
汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹,这些花纹有什么作用?
摩擦力
两个相互接触、相互挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动 的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动和相对运动趋势的力,这 种力叫摩擦力。
摩擦力的分类:
滑动摩擦力
静摩擦力
滚动摩擦力
滑动摩擦力
1、滑动摩擦:
手有向前运动的趋 势,桌面对手有一个阻 碍作用的力。
瓶子有向下运动 的趋势。在竖直方向 上,瓶子除了受到重 力,还受到一个与重 力方向相反的力。
用力推箱子,箱子有 相对地面运动的趋势。没 有推动,说明箱子受到一 个与推力方向相反的力。

《摩擦力》 讲义

《摩擦力》 讲义

《摩擦力》讲义一、摩擦力的定义当两个相互接触的物体发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。

摩擦力产生的条件有三个:第一,物体间相互接触且挤压;第二,接触面粗糙;第三,物体间有相对运动或相对运动的趋势。

比如,我们在地面上推动一个箱子,如果地面很光滑,比如是冰面,那么推动箱子就会容易很多;但如果地面很粗糙,就会感觉到明显的阻力,这就是摩擦力在起作用。

二、摩擦力的分类摩擦力主要分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

静摩擦力是指两个相互接触的物体,当它们有相对运动的趋势,但尚未发生相对运动时,在接触面上产生的摩擦力。

例如,我们用力推一个放在地面上的箱子,但箱子没有被推动,此时箱子与地面之间的摩擦力就是静摩擦力。

静摩擦力的大小会随着推力的增大而增大,直到推力大于最大静摩擦力时,物体才开始运动。

滑动摩擦力是指当两个相互接触的物体发生相对滑动时,在接触面上产生的摩擦力。

比如,我们在粗糙的地面上拖动一个箱子,箱子与地面之间的摩擦力就是滑动摩擦力。

滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。

压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大。

滚动摩擦力是指一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力。

在生活中,我们经常能看到滚动摩擦力的应用,比如车轮在地面上滚动。

相比滑动摩擦力,滚动摩擦力要小得多,这也是为什么我们使用轮子来运输重物,能够更省力的原因。

三、影响摩擦力大小的因素1、接触面的粗糙程度接触面越粗糙,摩擦力越大;接触面越光滑,摩擦力越小。

比如,在冰面上行走容易滑倒,就是因为冰面很光滑,摩擦力小;而在粗糙的地面上行走则比较稳定,是因为摩擦力较大。

2、压力大小压力越大,摩擦力越大;压力越小,摩擦力越小。

例如,一个重箱子比一个轻箱子更难推动,就是因为重箱子对地面的压力大,导致摩擦力增大。

3、接触面积一般情况下,接触面积的大小对摩擦力的大小影响较小。

但在某些特定条件下,接触面积的变化可能会对摩擦力产生一定的影响。

物理中的摩擦力

物理中的摩擦力

物理中的摩擦力摩擦力是物理学中一个重要的概念。

它描述了物体表面之间相互作用的力量,常常是使物体相对移动或不易移动的原因。

摩擦力在日常生活中随处可见,而在科学研究和工程应用中也发挥着重要的作用。

本文将对摩擦力的概念、类型、计算方法以及应用进行探讨。

一、摩擦力的概念摩擦力是指两个物体在接触时由于表面间的粗糙度或附着力而产生的相互作用力。

它的产生是由于物体表面微小的不规则性,使得两个物体接触时并非完全光滑的状况。

摩擦力可以使得物体相对运动,同时也可以阻止物体的相对滑动。

摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力是指物体相对运动之前的阻力,当物体开始运动时,转化为动摩擦力。

静摩擦力的大小与物体之间的压力和表面间的粗糙程度有关。

而动摩擦力则与物体之间的触点面积以及表面间的附着力有关。

二、摩擦力的类型摩擦力主要分为两种类型,分别是干摩擦力和液体摩擦力。

干摩擦力是指无润滑物质影响的摩擦力,如两个金属板之间的摩擦或者静电摩擦。

干摩擦力的大小与物体间表面的粗糙度、物体质量以及物体之间的压力有关。

液体摩擦力则是液体流动过程中产生的摩擦力。

液体分子之间的黏附力和内部摩擦力是液体摩擦力的基础。

液体摩擦力在液体流体力学和工程领域有着广泛的应用,如导管内的液体流动、船舶行驶时的水阻力等。

三、摩擦力的计算方法摩擦力的计算可以使用两个常用的公式,分别是静摩擦力公式和动摩擦力公式。

静摩擦力公式如下所示:F(static) = μ(static) × N其中,F(static) 是静摩擦力,μ(static) 是静摩擦系数,N 是物体之间的正压力。

静摩擦系数是一个无单位的常数,它与两个物体之间的表面性质有关。

动摩擦力公式如下所示:F(kinetic) = μ(kinetic) × N其中,F(kinetic) 是动摩擦力,μ(kinetic) 是动摩擦系数,N 是物体之间的正压力。

动摩擦系数也是一个无单位的常数,其数值一般比静摩擦系数小。

摩擦力是什么

摩擦力是什么

摩擦力是什么摩擦力(Friction)是物体表面接触时产生的一种力,它阻碍了物体在相对运动或正压力作用下的相对滑动。

摩擦力在我们日常生活和各个领域中起着重要的作用,对于机械运动和能量传递有着重要的影响。

本文将介绍摩擦力的定义、分类和影响因素,并探讨其在生活和科学领域中的应用。

一、摩擦力的定义及分类摩擦力是由物体表面间的不规则接触而引起的一种阻力。

当两个物体表面接触时,分子之间发生相互作用,使物体产生相对运动或滑动。

摩擦力的大小与物体间的接触面积及表面粗糙程度有关。

根据摩擦力的大小,我们将其分为静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力是指在物体相对滑动前的阻力,动摩擦力是物体相对滑动时的阻力。

二、影响摩擦力的因素1. 物体间的表面粗糙度:物体表面越粗糙,摩擦力越大。

因为粗糙表面之间有更多的凸起和凹陷,增加了物体之间的接触面积,从而增加了摩擦力。

2. 物体间的压力:物体受到的正压力越大,摩擦力也越大。

正压力会使物体表面更加紧密地接触,增加了分子间的相互作用,从而增加了摩擦力。

3. 物体间的润滑:润滑物质可以减少物体表面间的摩擦力。

例如,在机械设备中使用润滑油可以减少金属表面之间的摩擦,提高设备的效率。

4. 温度的影响:温度的变化会影响物体间的摩擦力。

通常情况下,温度升高会减少物体间的摩擦力,因为高温会使物体分子更加活跃,减少相互作用力。

三、摩擦力的应用1. 日常生活中的应用:摩擦力在日常生活中有着广泛的应用。

例如,我们走路时靠着地面摩擦力来推动身体向前移动。

车辆行驶时,轮胎与地面之间的摩擦力使车辆能够行驶。

此外,扶手椅、钳子和卡子等工具利用摩擦力来固定物体。

2. 工程中的应用:摩擦力在工程领域中有着重要的应用。

例如,在机械工程中,设计师需要考虑零件之间的摩擦力,以确保机械设备的正常运转;在建筑工程中,结构的抗滑性能需要考虑摩擦力的作用。

3. 运动中的应用:摩擦力对于体育运动和机械运动起着决定性的影响。

例如,在滑雪运动中,摩擦力可以帮助滑雪者控制速度和方向。

什么是摩擦力

什么是摩擦力

什么是摩擦力摩擦力是物体之间接触面之间一种重要的力。

它在我们的日常生活以及科学研究中起着至关重要的作用。

无论是走路、汽车行驶,还是各种机械运动,摩擦力都是不可或缺的。

在本篇文章中,我们将深入探讨摩擦力的本质、影响因素、分类及其应用等方面,以便更好地理解这一力学现象。

摩擦力的定义摩擦力是指两个接触物体之间相对运动或试图产生相对运动时,接触面间产生的阻碍运动的力。

摩擦力可以影响物体的运动状态,例如,它会减少物体加速的速度,或者使物体停止移动。

在科学研究中,摩擦力被视为一种非保守力,与位能相对立。

摩擦力的重要性摩擦力在多数情况下是我们生活中必不可少的。

例如:日常活动:走路时鞋底与地面之间的摩擦力使我们能够稳定地站立和行走。

交通运输:车辆在行驶时,车轮与路面之间的摩擦力提供了必要的抓地力,使得刹车系统能够有效地停车。

机械工程:各类机械设备中的零部件通过摩擦力来实现啮合和增强连接效果。

摩擦力的类型摩擦力主要分为两种类型:静摩擦和动摩擦。

这两种摩擦分别对应于不同状态下接触物体之间的相互作用。

静摩擦力静摩擦力是指当两个物体尚未发生相对滑动时,抵抗相对运动的力量。

静摩擦力并没有一个固定数值,而是根据外部施加的力量变化。

当外部力量小于或等于静摩擦最大值时,物体不会移动;而一旦外部力量超过其临界值,物体就会开始滑动。

静摩擦系数静摩擦系数(μs)表示材料在接触表面间存在的摩擦力大小。

静摩擦系数与材料的性质及表面光滑程度相关,不同材料之间静摩擦系数可能差距很大。

例如,橡胶和混凝土之间拥有较大的静摩擦系数,而冰面和钢铁则可能拥有极低的静摩擦系数。

动摩擦力动摩擦力是指两个物体发生相对滑动时所产生的阻碍运动的力量。

相比较静摩擦,动摩擦通常较小,因为物体滑动时其表面微观结构将发生变化,造成接触面积减小,从而降低了阻碍运动的力量。

动摩擦系数动摩擦系数(μk)用于表示在物体发生滑动时所产生的动摩擦力大小。

不同于静摩擦系数,动摩擦系数通常较为恒定,并且比静摩擦系数小。

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摩擦史话与古典摩擦定律摩擦是人类社会与生活中的一个基本现象,也是人类社会赖以生存和发展的重要基础,大多数人都能感受和明白这样一些简单的事实:没有摩擦,人不能行走、汽车不能奔跑、轮船不能下水、飞机不能上天…….然而并非大多数人都知道,摩擦的本质和规律是什么,我们的祖先又是如何去探索摩擦的本质和规律的.古典哲学家亚里士多德的遗言表明,在古代,人类就知道摩擦的存在和润滑剂的用途,但是差不多2 000多年来未对其作过科学的解释.尽管如此,人类已经在自觉或不自觉地利用摩擦和摩擦作斗争了.我国上古时代,钻木取火就是世界上最早利用摩擦生热的例子.1700多年前,三国时代杰出的机械发明家马钧,运用摩擦的原理设计和改革了许多生产工具,创造了一种把河水提上坡的工具叫做翻车,这种车轻便灵活,功效很高,这就是后代的龙骨水车.明代杰出的科学家宋应星在他写的《天工开物》第二卷《乃服》中描述了“花机”,也是巧妙地应用摩擦原理,成了当时世界上最为先进也最为精巧的脚踏提花机.人类早在2 300多年前就知道滚动摩擦要比滑动摩擦小得多,如果要移动一个重物,在重物下面放一些滚木,显然要比在地面上移动容易得多,正是基于这一点,才使车轮成为运输技术上的一大发展.事实上,人类早在公元前3 500年前就已使用了车轮.为了减小摩擦,人类大约也在公元前3 500年前就开始使用润滑剂了.我国应用石油作润滑剂的记载始于公元3世纪前后西晋张华所著的《博物志》,书中提到酒泉延寿和高奴有石油,并且用于“膏车及水碓甚佳.”在埃及的一座古墓中,有一辆战车,在其车轮轴承中仍保存有一些早先使用的动物油脂.埃及人在其不朽的建筑施工中还是显示出,他们已清楚地懂得了摩擦的原理.在搬运一座大雕像时,有172个奴隶沿着木头轨道拖曳一座重约6×104kg的大雕像,其中有一人将液体不断地倒在轨道上,以减少拖曳雕像的摩擦力.人类对摩擦现象进行科学研究始于15世纪意大利的文艺复兴.文艺复兴使科学从神学和教会的学理体系中解放出来,并在新的合理主义、求实主义上面强有力地扎下了根.在此期间出现了不少杰出的人物,其中有代表性的是雷纳德·达·芬奇.他是一名工程师,也是一名出色的画家.受当时不断繁荣起来的造船技术的影响,达·芬奇开始着手进行摩擦的研究.他的有关摩擦的见解,散见于他的笔记中.达·芬奇结合实际进行固体摩擦的实验研究,开始引导出在他以前谁也不知道的现象和定律.他小心谨慎,采取了与任何教会无关的超然立场.幸运的是,圣经上没有谈到有关摩擦的神意,因此他所引导出的摩擦现象,就丝毫不必担心会激怒教会而先于伽利略受到审判.达·芬奇首先谈到:物体的材料性质不同,摩擦力的大小也不一样.这是有关摩擦力大小的第一个论述.接着,他对光滑和粗糙的表面进行摩擦实验比较,提出了表面越光滑,摩擦力越小的设想,即把产生摩擦的原因归结于表面的粗糙度.这一设想直到进入本世纪之前,几乎没有受到任何人的怀疑.在轻、重物体的摩擦力对比实验中,达·芬奇写出了使其名垂摩擦研究历史的记载:“一切物体,刚要开始滑动时,便产生叫做摩擦力的阻力,此摩擦力之大小,在表面是光滑的平面与平面之间摩擦时,为其重量的四分之一”.这是一个十分出色的推理和归纳,说明摩擦力与重量即与垂直力成正比.他还最早确立了比例常数即摩擦因数的概念,是件划时代的记述.即使在今天,对于光滑的固体表面来说,摩擦因数等于0.25也是颇为正确的值.达·芬在摩擦研究领域留下了不少卓越的设想、发现和启示.他第一个弄清了只要在两个摩擦面间介入一层薄薄的第三者物质,摩擦力便产生很大的变化,这是构成今天润滑技术的早期设想.他还首先用较圆的砂粒介于摩擦表面,发现摩擦力减小,并把这一事实归结为砂粒在表面之间滚动的结果而把摩擦分为“滑动摩擦”和“滚动摩擦”.在磨损的研究方面,达·芬奇也留下了不朽的论述,例如他指出在相同硬度的材料与材料之间,若介于其中的第三者物质比相夹的两面软,便因摩擦而弄碎,若硬则填充于两面之间,使两面受到磨损,接着论述了两面具有不同硬度的情况,写下了一段出人意料之外的论述:“然而,两个互相摩擦的物体若是硬度不同,软的材料使硬的材料受到磨损.其理由是介于摩擦面之间的第三物质埋到软材料的摩擦面上固定下来,使其起着锉刀那样的作用,将硬材料的那边磨损.”这个论说,直到今天仍然有着生命力,并与近代所阐明的机械的磨粒蘑损机理不谋而合.在达·芬奇的实验中,还有另一个重要的事情,即对摩擦力受接触面积的影响的见解.这个问题在当时一般人看来,理所当然地认为“摩擦力理该与接触面积成比例地增大”,但达·芬奇却正确地指出:“同等重量的物体的摩擦力与其接触面积无关.”关于摩擦力与滑动速度的关系以及静摩擦力与动摩擦力的大小关系,达·芬奇没有更多提及,这个问题对达·芬奇来说是个难题.因为当时没有电动机,而要想得到一定的滑动速度,用手拉是不行的,无论怎样也得需要动力.那时仅有的只是风力和水力,风速一有变化风力就不管用了,水力那时也不能换成电力,直到19世纪才发现电磁作用原理.因此,达·芬奇怎么也没有赶上使用电动机的时候,这大概是他的一大遗憾.达·芬奇对摩擦的研究是简朴而出色的,他所引导出的摩擦规律,比牛顿对力所下的清晰定义还要早200多年.他的科学研究工作,有许多是受到其周围的问题和兴趣推动的,他的许多研究工作,包括对摩擦的研究,都是杰出才智的科学好奇心.他对摩擦所做的研究工作及其结论,不久即被人们遗忘,直到200年后,科学出现了新的面貌,牛顿提出了关于力、反作用、加速度、动量等的简单定律,伟大的经典力学时代开始了.但是在这200年的时间里,关于摩擦的研究几乎没有什么值得记下来的事情.17世纪和18世纪,出现了两件大事,对科学技术的发展具有深远的影响.第一件,欧洲许多大国和美国相继设立了科学院.如1662年成立了伦敦皇家学会,1666年成立了法国科学院,1700年成立了普鲁士科学院,1742年成立了丹麦科学院,1725年成立了圣彼得堡皇家科学院,1742年成立了美国自然科学学会.在此氛围下,欧洲王朝都以扶助和鼓励科学来提高威望并引以自豪,许多王室成员、贵族和知识分子普遍对科学事业产生兴趣,从而带动了科学事业的发展;第二件,不断出现动力和机器并开始进行工业革命,工程人员开始寻找更好的动力形式代替人力、马力、风力和水力等,特别是水轮机和蒸汽机有了很大的发展和改进.正是在这样的气氛中开始对摩擦进行新的研究.起先对摩擦进行科学研究的是法国.17世纪末,法国的资本主义经济发展迅速,船舶制造业和机械加工业的发展更快,建立了大型工厂,装备了各种机床和机械设备.而工厂里的工作机械其效率和耐用性的提高需要一定的摩擦方面的知识,牛顿力学此时已发展成较完善的科学,因而被应用于设计各种机械,并成为研究摩擦的理论基础.法国对摩擦进行研究的直接原因,还可能是当时军事上的需要以及当时的有闲阶级普遍喜欢观赏喷泉,而其中要用水泵.例如有一名工程师叫巴雷特,发表了关于水力学的两册著作,其中按照当时的理解水平对摩擦有了创见的评述.不过,关于摩擦的第一篇原著是高劳米·阿蒙顿写的.他是一位训练有素的建筑师,但在当世从事某方面的专业并不排除对整个科学领域的兴趣,如他以空气膨胀原理研制了第一支气体温度计,并设计出了一台蒸汽机.当时他曾风趣地说,这台蒸汽机理应在经济上获得成功,因为它和马不同,不用时不需加料.阿蒙顿1699年在法国皇家科学院学报上发表了一篇关于摩擦的论文.在这篇论文中,他重申了达·芬奇当初得出而被人遗忘了的两条摩擦定律.其中关于摩擦力大小与正压力成正比(即F∝N)的关系很快被科学院接受,而关于摩擦力大小与物体大小(指接触面积)无关的现象却引起了科学院的惊讶和怀疑.该科学院老资格院士拉·希尔重复了阿蒙顿的实验,结果证明阿蒙顿的结论是正确的.当时阿蒙顿还注意到,他所研究的表面不是光滑的,而是连肉眼也看得出的粗糙面.所以他认为,摩擦是由于一个表面沿着另一个表面的微凸体上升做功,或是由微凸体发生弯折或断裂而引起的,因此在后一世纪中大多数科学家接受了摩擦是因表面凹凸不平引起的.在阿蒙顿的论文发表35年后,英国科学家德萨古利尔对摩擦机理提出了一个截然不同的观点.他在讨论摩擦时考虑了表面凹凸现象后指出:“当两个表面制造得比较光滑时,理应较易滑动,然而实验表明,平的金属表面或其它物体表面可能因经过抛光而使摩擦增大.”他把这种相互矛盾的特性归因于接触区的表面之间的“粘附”作用,但他没有根据粘附作用来解释摩擦定律.在摩擦研究方面做出卓越贡献的人中,要推崇法国物理学家库仑.库仑是一位富有经验的工程师和实验物理学家,原先是法国皇家工程部队的一名队长,在西印度群岛服役9年,后来因病回到法国并开始研究摩擦,这是为获得法国科学院为有效地研究机器设计提供的奖金而进行的.科学院明确规定“摩擦定律和绳子刚度影响必须通过大规模的新实验来加以鉴定.”还要求把这些实验应用于船舶机械.因为当时虽然对摩擦已进行了大量的研究,其基本性质也大体被弄明白了,但只得到了摩擦的实验室数据,用于生产现场的可靠性不高,迫切需要对摩擦进行有实用价值的试验研究,并取得可靠性数据,以克服摩擦,提高各种机器的效率和耐用性.库仑在此期间发表了名著《简单机械原理》,从而获得了科学院的奖金并被评为院士.库仑在研究摩擦时,考虑了许多复杂因素对摩擦的影响,如物体材料及性质、表面润滑状态,接触面大小、负荷、表面接触的滑动的持续时间等等.虽然他的研究有一定的模糊性,但是他所得出的结论却是清晰和直接了当的.库仑同阿蒙顿一样,也认识到了他所研究的表面是不光滑的,当两个粗糙表面放在一起时,其接触情况好像两把刷子的鬃毛相互交嵌,这样,接触面积将随表面增大而增大.如果摩擦是由粘附作用所引起的,那么它将随物体的增大而增大,即摩擦和物体的大小有关.库仓本人的测量结果表明情况不是这样.库仑的功绩在于他提供了极有价值的实验资料,并指出摩擦科学的发展道路.他是第一个认识到摩擦不仅取决于正确选用摩擦副材料,而且取决于结构参数的人,所以他得到的实验数据,在实际中获得了证实.这样,从达·芬奇、阿蒙顿到库仑,对摩擦的研究确立了古典摩擦定律,即:1.摩擦力的大小与接触面的正压力成正比.2.摩擦力的大小与名义接触面积的大小无关.3.静摩擦力的极限值大于滑动摩擦力.4.摩擦力的大小与滑动速度无关.上述古典摩擦定律的确定,在摩擦理论和摩擦技术上具有划时代的意义.并在17世纪末期,把摩擦力正式引入牛顿力学体系,从那个时期开始,在力学书上终于加上了摩擦的内容.时至今日,中学物理教科书上关于摩擦的概念,仍然没有超出古典摩擦定律的内容.在今天的许多工程设计和计算方面,古典摩擦定律仍被证明是十分有效和符合客观实际的.1、(。

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