摩擦力與接觸面積無關 摩擦力與接觸面積無關嗎


摩擦力與接觸面積無關 摩擦力與接觸面積無關嗎

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初中物理課本上的關于滑動摩擦力的問題 。
剛剛,在上初中的娃娃問了我一個問題:摩擦力與接觸面積有沒有關系?我答:“有關” 。然后對照“標準答案”,很慚愧,我錯了!WHAT?我竟然錯了?作為從事過機械化工電力環保建筑工程的我,竟然錯了????!!
【摩擦力與接觸面積無關 摩擦力與接觸面積無關嗎】于是翻書,教材給的內容是:滑動摩擦力的大小計算公式為 f =μ N , 式中的μ 叫動摩擦因數, 也叫滑動摩擦系數,它只跟材質、接觸面粗糙程度有關,注意跟接觸面積無關;N 為正壓力 。
這是絕對真理嗎?我的頭腦中冒出N個反對這個“真理”的實例:
1、軸承
現在有各種類型的軸承,比如滑動軸承、圓柱滾子軸承、深溝球軸承,同種材料,同樣加工精度的不同種類的軸承的摩擦系數不一定相同啊,如果相同,人類何必發明輪子,直接用根木棍滾就得了 。
2、飛機
當然,飛機的阻力不僅僅是摩擦力,還有很多其他阻力 。但是摩擦力是主要的啊 。如果滑動摩擦系數,它只跟材料、接觸面粗糙程度有關,那飛機飛快飛慢對發動機的要求就不需要那么高了啊,什么超音速飛機啊,超光速飛機用個扇子搖一搖就可以了啊 。
3、管道
滑動摩擦系數,它只跟材質、接觸面粗糙程度有關,長輸管道用根細細的四分管就可以了啊,何必用大口徑管道呢,何必浪費錢呢 。
4、二向箔
一小片二向箔,在一大張二向箔表面上滑動,用腳后跟想一想,它們之間的滑動摩擦力與面積相關啊,而跟接觸面的粗糙程度有個毛的關系,因為引起滑動摩擦的原因是二向箔之間的引力啊,而不是機械摩擦 。
唉,初中物理課本上的關于滑動摩擦力的論述,實質上是在說“天下烏鴉一般黑”,然后出題出卷的各位老師們根據這個結論,開始胡亂出題,只要你答有可能有白烏鴉,那你一定是錯的 。
回到問題本身,摩擦力與接觸面積有沒有關系?答:在某些限定條件下,摩擦力與接觸面積無關,這些限定條件如下:
(1)不考慮分子作用情況(如二向箔、塑料布),只考慮機械嚙合作用下
(2)只適用于具有屈服極限的材料,比如初中課本上常見的小木塊,不適用于彈性、黏彈性、流體
(3)不考慮速度的影響
(4).......想不出還有什么條件,但是一定還有什么條件
在以上條件滿足的情況下,摩擦力與接觸面積無關,“天下烏鴉一般黑” 。


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