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靜止不動的物體有靜摩擦力嗎

生活 更新时间:2025-07-05 02:53:18

在很多力的範疇中,摩擦力是最讓人愛恨交加的。在遠古時代,人們就利用了樹木與其它物體摩擦産生的熱量,來進行鑽木取火。有了火的照明,使人類跑步進入了21世紀的高科技時代。這時,摩擦力就是改寫人類文明進程的偉大“功勳”。

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但是,人們為了使火車能夠跑得更快,就必須得降低火車與軌道之間的摩擦力,直到磁懸浮列車的提出,使得陸地上的火車速度能與天上的飛機相提并論。在這其中,摩擦力又成為了阻礙人們交流的“元兇”。

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早在幾個世紀前,伽利略通過猜想得出了一個有趣的現象。即把一個金屬球放在一個U形槽内,如果金屬球與U形槽之間沒有摩擦力,那麼金屬球就會沿着U形槽一直的運動下去。這時金屬球的重力勢能就完全轉化為物體的動能了。在此中情況下,人們夢寐以求的永動機就能夠制出來了。而在現實生活,這是不可能存在的。

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早在中學的物理中,我們就知道摩擦力分為靜摩擦力和動摩擦力。可以毫不誇張的說,所有在地球上運動的物體幾乎受到了摩擦力的影響。對于動摩擦力而言,影響它大小的除了跟兩個接觸物體的形狀、材質、接觸面以及施加的壓力有關外,還跟動摩擦因素μ有關。

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影響摩擦力的大小已知了,那麼,它的方向是怎樣的呢?通過對摩擦力進一步的發掘了解到,摩擦力的方向總是跟運動物體相對運動方向相反的,跟接觸面相切。也就是說,點動摩擦比面面摩擦在相同的條件下要小很多。

這在我們生活中有着活生生的例子。例如,在我們日時所見的闆車的輪圈上,其中間就會有很多細小的鋼珠,它一來可以避免軸承與襯套之間的劇烈摩擦,從而毀壞襯套,二來它可以降低軸承的摩擦力,從而使人們拖重物而省力。

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關于摩擦力的運用還遠不止如此,在人造探星車砸入行星表面時,如果沒有摩擦阻力,它是會變得灰飛煙滅的。由于此時的摩擦阻力巨大,這又極易使輔助探星車安全的材料燃燒,從而功虧一篑。所以,在太空領域的競争中,耐高溫材料永遠是各國的絕密保護對象。

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有人說,運動的物體有摩擦力,那麼靜止的物體有摩擦力嗎?對于靜止的物體,竟可以說它有靜摩擦力,也可以說它沒有靜摩擦力。例如在地面的一個鐵箱子,有的人使勁推它,它就是不動,這時,物體就受到了靜摩擦力,阻礙了物體的相對運動。

可以這麼說,物體受到的靜摩擦力是一個可變的量,一個黃口小孩去推鐵箱子和一個成年的大人去推鐵箱子,雖然他們都沒有将箱子推動,但是箱子與地面之間的靜摩擦力的大小是不相等的。關于這個常識,從物體的平衡狀态就可以得出來。

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看到這裡,也許有人還會問,運動的物體有靜摩擦力嗎?我們知道,對于地面上的鐵箱子,隻要你所使用的推力不超過物體的最大靜摩擦力,那麼物體就會一直處于靜止的平衡狀态,一旦超過了最大靜摩擦力,物體就會運動起來。當然,這裡說的是水平的情況。

引入了最大靜摩擦力的概率後,那麼運動的物體就可能受到靜摩擦力。例如,在快遞的分揀過程中,人們就會看到,物體在傾斜的皮帶上運動,物體卻沒有滑落下來。此時,物體就受到了靜摩擦力。隻是,我們選擇的參考系不同罷了。對于地面而言,物體是運動的,對于皮帶而言,物體是靜止的。

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隻是,物體的重力有一部分分解為物體的壓力與向下運動趨勢的力,在靜止狀态下,物體受到的重力分解向下的力與物體的靜摩擦力平衡了,所以,運動的物體也會受到靜摩擦力。

不管是靜止的物體還是運動的物體,其摩擦力的方向都與壓力垂直嗎?下節開講,力的合成與分解中的數學應用。

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