提到摩擦力，人們往往第一印象就是阻礙物體運動的力，可事實上真的如此嗎？其實生活中摩擦力就和細菌一樣，有些惱人的細菌會導緻人體發生各種疾病，但同時很多細菌像雙歧杆菌等恰是人體離開不了的。摩擦力也是，有很多摩擦力确實是導緻機械磨損和故障的原因，但與此同時，人類離開摩擦力可以說什麼都做不了，甚至走路都走不了。好了，話不多說，聊聊今天的主角：摩擦力。

目前，物理學上對摩擦力的定義是：阻礙物體相對運動（或相對運動趨勢）的力叫做摩擦力。

根據物體和接觸面的運動情況可以簡單分為：滑動摩擦力，靜摩擦力和滾動摩擦力（實際上滾動摩擦力本質上也是靜摩擦力，後面有機會會和大家詳細分析）。

摩擦力

滑動摩擦力

在所有的摩擦力類型中，滑動摩擦力是最常見也最容易理解的。因為存在相對滑動，所以産生摩擦力，摩擦力的方向和相對滑動的方向相反。在下圖中，小人推着木箱以速度v在水平面上向右運動，此時地面給木箱一個相反方向的摩擦力f,方向向左，非常值觀，好理解。而且這個摩擦力f的大小和箱子的重量成正比，所以越重的箱子越難推動。我們把和摩擦力和正壓力的比值稱作摩擦因數μ。

滑動摩擦力

靜摩擦力

還是剛才的這個小人推箱子的模型，如果因為箱子太重，小人推不動而沒有和地面發生相對滑動，此時有摩擦力的存在嗎？有的，這個時候的摩擦力就是靜摩擦力。不要忘記了摩擦力的定義，阻礙相對運動趨勢的力也叫摩擦力。如何判斷相對運動的趨勢呢？辦法就是假設接觸面沒有摩擦力，物體會怎麼運動，即是運動的趨勢。比如下面這個箱子，如果和地面之間沒有摩擦力，那麼很容易的會被推向右邊運動，那麼相對運動趨勢就是向右的，所以這個時候受到的靜摩擦力f方向就是向左的。

靜摩擦力

車輪所受到的摩擦力類型

簡單的了解摩擦力的知識以後，我們來讨論一下自行車車輪受到的摩擦力的情況。首先，車輪所受的摩擦力是哪一種類型呢？

我們來看，車輪在行駛過程中，車輪邊緣上質點轉動的線速度和自行車運動的速度大小是相同的，每個質點的相對于地面的運動都是這兩種運動的疊加，在與地面的接觸點，這兩個速度大小相同，方向相反合速度為0，所以是相對于地面靜止的。得出來在自行車正常行駛的過程中車輪所受到的摩擦力類型為：靜摩擦力。

接觸點合速度為0，相對地面靜止

摩擦力方向的判斷

了解車輪受的摩擦力是靜摩擦力之後，我們用到上面提到的方法，分别判斷一下前後輪的摩擦力方向。

先分析一下後輪（有動力的時候）

後輪的轉動是鍊條帶動飛輪而實現旋轉，也就是我們所說的主動輪。我們假設一下如果和後輪相接觸的地面是絕對光滑無摩擦，自行車會怎樣運動？顯然，後輪還是會轉動，但是自行車不會移動，也就是我們說的後輪會原地打滑。此時車輪上接觸面的質點是向後運動，所以後輪接觸點是有向後運動的趨勢的，由此我們判斷後輪受到的靜摩擦力是向前的。

再來分析一下前輪。

前輪是受到車架向前的推力而運動的，也就是所謂從動輪。同樣的方法，我們假設和前輪相接觸的地面無摩擦，看看會怎樣？可能大部分朋友會說，前輪還是和之前一樣向前滾動，可事實上，如果前輪接觸面無摩擦的話，前輪是向前滑動而不是轉動。因為車架給前輪的作用力是過前輪的原點也就是質心的，是不産生力矩的，是不會導緻前輪旋轉的，所以前輪是會向前滑動。也就是說前輪接觸面上的點是有向前運動趨勢的，由此我們判斷前輪受到的靜摩擦力方向是向後的。而正是這個靜摩擦力因為不過質點，提供力矩讓前輪實現轉動。

這就是自行車兩個車輪受到摩擦力方向相反的原因了。

如果我們再思考一下，如果是自行車在滑行或者推着自行車走，兩個輪子的摩擦力方向是怎樣的呢？這時候兩個輪子都是從動輪了，和剛才前輪分析結論一緻都是向後的，那在推着的時候是什麼力抵消這個摩擦力使自行車向前運動呢？就是地面對腳向前的摩擦力啦。

剛才我們研究的自行車模型，實際上是非常簡單的模型。實際上，我們現在對于摩擦力的研究從未停止過。比如我們經常提到的摩擦力為0的理想界面叫絕對光滑，就是說越光滑的表面摩擦力就越小嗎？事實上，兩塊表面抛的很光滑的金屬之間，由于分子充分接觸作用力會增大，摩擦力反而會增大。所以關于摩擦力的本質，科學家仍在探究中，尚沒有統一的結論。目前是用凹凸齧合說和粘附說這兩個理論在不同的條件下适用。

好了，關于摩擦力，就簡單聊到這裡了。經過不懈努力，現在終于有将近200的關注了，感謝各位朋友的支持！

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