在物理力學中,為什麼靜摩擦力與正壓力無關,但是最大靜摩擦力與正壓力有關?
舉一個簡單的例子來感受這道題:我們推一個靜止在地面的箱子。
甲:以20N的力推,沒推動,箱子靜止,合力為零,對應受到20N阻力。
乙:以30N的力推,沒推動,箱子靜止,合力為零,對應受到30N阻力。
丙:以35N的力推,剛好推動,箱子開始勻速運動,合力為零,對應受到35N阻力。
丁:以40N的力推,箱子推動,但阻力仍為35N,不足以與推力相平衡,箱子開始作加速運動。
物體受靜摩擦力時(甲和乙情形),物體與其他物體之間由於推力而存在相對運動趨勢,但無相對位移。這個時候的摩擦力只取決於你用多大的力推它。只要你的推力沒有達到靜摩擦力的最大限度,那麼物體就不會動。這時你用多大的力,那麼靜摩擦力就是多大。因此,靜摩擦力是被動力,它因驅動力的產生而產生,和驅動力是一對平衡力,與其大小與驅動力有關。
物體受最大靜摩擦力時,物體即將運動。最大靜摩擦力是使物體剛好運動拉力的平衡力。最大靜摩擦一般略大於滑動摩擦力,一般情況下認為靜摩擦係數和動摩擦係數相等。因此,最大靜摩擦力由正壓力和靜摩擦係數決定,壓力越大, 摩擦係數越大,拉動物體需要克服的摩擦阻力(最大靜摩擦力)就越大。
總之,只有物體運動或即將運動時的摩擦力才與正壓力有關。
誰說靜摩擦力與正壓力無關,第一,最大靜摩擦力與正壓力有關,而最大靜摩擦力屬於靜摩擦力。第二,你用相同的力分別去推空紙箱子和裝滿東西的紙箱子,裝滿東西的紙箱子不動,但空紙箱子卻能動。這說明了正壓力決定了靜摩擦力的上限,決定了靜摩擦力的取值範圍。(兩個相互接觸的物體,當其接觸表面之間有相對滑動的趨勢,但尚保持相對靜止時,彼此作用著阻礙相對滑動的阻力,這種阻力稱為靜摩擦力)
所謂的靜摩擦力與正壓力無關是指靜摩擦力沒有公式,沒有象滑動摩擦力與正壓力有個正比關係。靜摩擦力的大小用力的平衡和牛頓定律計算,與外力的大小有關,外力變化它就變化,有時外力的大小就是它的大小。
而最大靜摩擦力就是正壓力決定了的上限。是物體將要開始滑動的那個靜摩擦力。很接近滑動摩擦力了,所以人們經常把它與滑動摩擦力等同,實際上最大靜摩擦力稍大於滑動摩擦力。它有公式為靜摩擦係數乘以正壓力。它跟正壓力有直接關係。滑動摩擦力公式為滑動摩擦係數乘以正壓力。它們很類似,大小都跟外力無關,只跟自身正壓力有關。
樓上兩位說得都對。你去推一個箱子推不動,是因為跟壓力相關最大靜摩擦力,大於你的推力。
但箱子總不能反過來推著你走吧?所以此時摩擦力等於你的推力。
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