摩擦力研析
(作者未知) 2010/5/30
(接上頁)本質(zhì)的理論,嚙合說認(rèn)為摩擦是由于互相接觸的物體表面粗糙不平產(chǎn)生的。兩個物體接觸擠壓時,接觸面上很多凹凸部分就相互嚙合。如果一個物體沿接觸面滑動,兩個接觸面的凸起部分相碰撞,產(chǎn)生斷裂、摩損,就形成了對運動的阻礙。
(二)粘附說
這是繼凹凸嚙合說之后的一種關(guān)于摩擦本質(zhì)的理論。最早由英國學(xué)者德薩左利厄斯于1734年提出,他認(rèn)為兩個表面拋得很光的金屬,摩擦?xí)龃,可以用兩個物體的表面充分接觸時它們的分子引力將增大來解釋。
上世紀(jì)以來,隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展,對摩擦理論的研究進(jìn)一步深入,到上世紀(jì)中期,誕生了新的摩擦粘附論。
新的摩擦粘附論認(rèn)為,兩個互相接觸的表面,無論做得多么光滑,從原子尺度看還是粗糙的,有許多微小的凸起,把這樣的兩個表面放在一起,微凸起的頂部發(fā)生接觸,微凸起之外的部分接觸面間有10-8 m或更大的間隙。這樣,接觸的微凸起的頂部承受了接觸面上的法向壓力。如果這個壓力很小,微凸起的頂部發(fā)生彈性形變;如果法向壓力較大,超過某一數(shù)值(每個凸起上約千分之幾牛頓),超過材料的彈性限度,微凸起的頂部便發(fā)生塑性形變,被壓成平頂,這時互相接觸的兩個物體之間距離變小到分子(原子)引力發(fā)生作用的范圍,于是,兩個緊壓著的接觸面上產(chǎn)生了原子性粘合。這時要使兩個彼比接觸的表面發(fā)生相對滑動,必須對其中的一個表面施加一個切向力,來克服分子(原子)間的引力,剪斷實際接觸區(qū)生成的接點,這就產(chǎn)生了摩擦。在現(xiàn)代摩擦理論中,還加進(jìn)了靜電作用。光滑表面摩擦過程中可能帶上異號電荷,它們之間的靜電作用,也是摩擦力的一個原因。
綜上所述,摩擦現(xiàn)象的機(jī)理是復(fù)雜的,是必須在分子尺度內(nèi)才能加以說明的。由于分子力的電磁本性,摩擦力說到底也是由于電磁相互作用引起的。
上述理論,已經(jīng)否定了“物體表面越光滑,摩擦力越小”的說法。在非常平滑的物體表面之間,摩擦力是存在的。在教學(xué)中經(jīng)常使用“表面光滑”,其含義是指無摩擦或摩擦因數(shù)等于零的表面,即沒有摩擦力。這是教學(xué)中的一種約定,而并非真的是說兩個表面光滑。在平玻璃板上推木塊很容易,而在平玻璃板上推與木塊相同質(zhì)量的玻璃時就不容易了,這說明摩擦力增大了。
【參考文獻(xiàn)】
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