摩擦力的原理是什么,生活中没有摩擦力会怎样( 二 )


摩擦力的原理是什么,生活中没有摩擦力会怎样

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这是最容易理解的理论 。然而 , 当然 , 这个理论存在许多问题 。最致命的打击是 , 根据这个理论 , 表面越光滑 , 摩擦系数越小 , 然而 , 正如上面回答者所说 , 两个极其光滑的金属表面会增加摩擦力 。同样 , 这个理论也很难解释预位移、 、 跳跃 , 而且还存在静摩擦系数随时间增加等问题 。
在对分子间作用力有一定了解后 , 提出了分子相互作用理论 。该理论的基本思想是 , 固体之间的接触部分存在分子间力 , 当表面滑动时 , 分子直接接触分离 , 前后势能的差异导致存在摩擦 。
解析模型可以知道 , 摩擦力与分子分离次数和分离能量成正比 。 , 与接触面积成正比 。由于分子分离能对位置高度敏感 , 可以推测摩擦力基本上与压力无关 。
摩擦力的原理是什么,生活中没有摩擦力会怎样

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根据模型的预测 , 摩擦力与接触面积成正比 , 与粗糙度成正比 , 与压力呈负相关 , 基本与压力无关 。显然 , 该模型不符合上述六种实验现象 。
1945年提出的粘着摩擦模型结合了以上两种理论(此时相对理论和量子力学已经建立很久了) , 要点如下:
接触面的表面处于屈服状态
也就是说 , 由于表面粗糙 , 接触面小 , 接触压力大 , 那么直接假设接触点屈服是合理的 。此时接触点压力等于屈服压力 , 可知接触面积与压力成正比 。
这里解决了摩擦力、摩擦面积和压力的预测与分子相互作用模型的实验结果之间的矛盾 。
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滑动摩擦中存在着粘着和滑动的交替作用
由于动摩擦过程中接触点的热量释放 , 接触点会发生粘连(可以理解为焊接在一起) , 然后由于摩擦力 , 接触点会被剪切变形并开始滑动 , 从而形成动摩擦现象 。
摩擦力是由各种效应叠加形成的 , 包括粘着和开沟效应
即使假设接触位置屈服 , 沟纹效应仍然存在 , 且与两者接触面的强度不同 。
其实通过这个模型 , 可以推导出两种不同强度的金属之间的摩擦系数 。如果忽略沟效应 , 可以直接推导出摩擦系数等于剪切屈服压力/压缩屈服压力 。
这个模型还是有问题的 , 这样推导出的摩擦系数和实验结果不太吻合 。接下来的修正是修正接触部分的状态 。接触位置并不都与摩擦力平行 。如果存在倾斜(如机械耦合理论所述) , 则上述计算不正确 。更适合 。修正后的模型称为修正黏附模型 。
主要问题在很小的范围内解决 。对于上述简化条件 , 机械作用和分子粘附都被考虑在内 。的修正粘附模型 。基本可以解释这种情况下产生摩擦的原因 。更多的模型需要一本很厚的书才能涵盖 , 而正如我在开头提到的 , 这个问题在某种程度上仍然是一个未解之谜 。这真的是一件非常有趣的事情 , 人类科技发展如此之快 , 但我们今天还没有一个很好的模型来说明这种无处不在的力量 。
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