自行车的车轮和闸皮之间在刹车时算不算摩擦?是静摩擦还是什么?

问题描述:

自行车的车轮和闸皮之间在刹车时算不算摩擦?是静摩擦还是什么?
1个回答 分类:物理 2014-10-03

问题解答:

我来补答
若骑车速度慢,刹车时车瞬间停止,则轮胎和闸皮之间只有相对滑动趋势,而又未发生相对滑动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力,为“静摩擦力”.
若车速快,刹车时车减速停止,当轮胎和闸皮之间有相对滑动,则它们接触面上相互作用,阻碍滑动的力则为“滑动摩擦力”.
静摩擦,滑动摩擦,滚动摩擦的本质区别
静摩擦:
置于固定平面上的物体由于受沿它们接触表面切向的外力作用有相对滑动的趋势但还没有发生相对滑动的时候,存在于接触表面的阻碍这种滑动趋势的现象,谓之“静摩擦”.这里应注意两点:一是两个紧密接触而又相对静止的物体;另一点是具有相对滑动的趋势,但又还没有发生相对的滑动.
静摩擦力:
当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时,在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力,这个力叫摩擦力.若两相互接触,而又相对静止的物体,在外力作用下如只具有相对滑动趋势,而又未发生相对滑动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力,谓之“静摩擦力”.当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时,静摩擦力随着切向外力的增大而增大,但静摩擦力的增大只能到达某一最大值.静摩擦力f在达到最大值以前,总跟物体所受沿着接触面切向方向的外力大小相等,方向相反.
最大静摩擦力:
在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力.当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时,静摩擦力随着切向外力的增大而增大,但静摩擦力的增大只能到达某一最大值.当切向外力的大小大于这个最大值时,两物体将由相对静止进入相对滑动.静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦力”.这个极限摩擦力,以f最大表示.最大静摩擦力的大小与两物体接触面之间的正压力N成正比,即
f0max=μ0N
用f0max表示最大静摩擦力,N表示正压力,其中比例常数μ0叫做静摩擦系数,是一个没有单位的数值.μ0和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关,而与接触面的大小无关.
动摩擦:
两个相接触的物体做相对运动时发生的阻碍它们相对运动的现象,称为“动摩擦”.
动摩擦力:
在动摩擦中出现的摩擦力称为“动摩擦力”.对物体所施之力大于最大静摩擦力时,物体就开始运动.在运动起来之后,若将所施加之力减小,物体便又停止运动.这一情况表明,物体运动之后,还有阻止物体运动的力,即还有摩擦阻力.这种物体运动时所产生的摩擦力即称动摩擦力.
滑动摩擦:
当一物体在另一物体表面上滑动或有滑动趋势时,在两物体接触面上产生的阻碍它们之间相对滑动的现象,谓之“滑动摩擦”.当物体间有相对滑动时的滑动摩擦称动摩擦.当物体间有滑动趋势而尚未滑动时的滑动摩擦称为静摩擦.滑动摩擦产生的原因很复杂,目前还没有定论.近代摩擦理论认为,产生滑动摩擦的主要原因有二,一是关于摩擦的凹凸啮合说,认为摩擦的产生是由于物体表面粗糙不平.当两个物体接触时,在接触面上的凹凸不平部分就互相啮合,而使物体运动受到阻碍而引起摩擦;二是分子粘合说,认为当相接触两物体的分子间距离小到分子引力的作用范围内时,在两个物体紧压着的接触面上的分子引力便引起吸附作用.关于摩擦的本质,还待进一步研究.
滑动摩擦力:
物体沿着接触面作相对滑动时,两物体的接触面上相互作用,阻碍滑动的力叫“滑动摩擦力”.它的方向总是和物体相对滑动的方向相反.滑动摩擦力的大小和彼此接触物体的相互间的正压力成正比,在相对运动速度较低时几乎与速度的变化无关,且小于最大静摩擦力.
滚动摩擦:
一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时,由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用,叫“滚动摩擦”.滚动摩擦一般用阻力矩来量度,其力的大小与物体的性质、表面的形状以及滚动物体的重量有关.滚动摩擦实际上是一种阻碍滚动的力矩.当一个物体在粗糙的平面上滚动时,如果不再受动力或动力矩作用,它的运动将会逐渐地慢下来,直到静止.这个过程,滚动的物体除了受到重力、弹力外,一般在接触部分受到静摩擦力.由于物体和平面接触处产生形变,物体受重力作用而陷入支承面,同时物体本身也受压缩而变形,当物体向前滚动时,接触处前方的支承面隆起,而使支承面作用于物体的合弹力N的作用点从最低点向前移.正是这个弹力,相对于物体的质心产生一个阻碍物体滚动的力矩,这就是滚动摩擦.对于初中学生来说,他们还未掌握力矩的概念,就不要把滚动摩擦讲成是一种摩擦力,只能讲一个物体在另一个物体上滚动时所受到对滚动的阻碍作用.
滚动摩擦力:
物体滚动时,接触面一直在变化着,物体所受的摩擦力,称为“滚动摩擦力”它实质是静摩擦力.接触面愈软,形状变化愈大,则滚动摩擦力就愈大.一般情况下物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力.在交通运输以及机械制造工业上广泛应用滚动轴承,就是为了减少摩擦力.例如,火车的主动轮的摩擦力是推动火车前进的动力.而被动轮所受之静摩擦则是阻碍火车前进的滚动摩擦力.
滚动摩擦系数:
物体在另一物体上滚动(或有滚动趋势)时受到的阻碍作用是由物体和支承面接触处的形变而产生的.一般用滚动摩擦力矩来量度.滚动摩擦力矩的大小和支承力N成正比.即M=KN.K为比例系数,称为“滚动摩擦系数”.如火车轮与铁轨间的K值约为0.09~0.03厘米.圆轮和支持面愈坚硬,则滚动摩擦愈小.若两者为绝对刚体,则滚动摩擦就为零,此时,轮与支持面间只接触一条线,支承力N通过圆轮的轴心.滚动摩擦系数具有长度的量纲,且有力臂的意义,常以厘米计算.其大小主要取决于相互接触物体的材料性质和表面状况(粗糙程度,湿度等)有关.
 
 
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