最大靜摩擦力大於動摩擦力的根本原因是什麼？

01-05

摩擦學中有一個現象叫作「老化」：兩個表面相對靜止地接觸時間越長，啟動摩擦力就越大。當然隨著時間的增加，啟動摩擦力會趨於飽和。一般所說的靜摩擦力也就是指接觸時間足夠長，增大到飽和狀態的啟動摩擦力。

為什麼會有「老化」？因為造成摩擦的眾多因素中有一項重要因素是：接觸面間相對運動時需要破壞兩個表面間形成的化學鍵，靜止接觸的時間越長，化學鍵就形成得越多，直到飽和。

兩接觸面靜止接觸一段時間後，啟動時需要克服破壞的化學鍵比運動起來時動態形成的化學鍵要多得多，所以靜摩擦力大於動摩擦力。

如果更深入的仔細研究，我們會發現摩擦力還跟運動速度和溫度有關，運動速度快形成的化學鍵越少，溫度越高破壞化學鍵更容易。但是造成摩擦的因素是多方面的，化學鍵只是一點，運動速度和溫度還會對其它因素產生影響，因此摩擦和速度與溫度的關係是多種多樣非單調的。

摩擦是一個很複雜的問題，人類研究幾百年，至今尚未完全清楚，現在每年仍有大量的科學論文在這一領域發表。

這個問題非常簡單！我們用反證法來立馬得到答案 &>&>&>

假設：在桌子上放了一個木塊，最大靜摩擦力(f0)小於動摩擦力(f)，即

f0 &< f

現在我們去推動這個木塊，推力F介於f0和f之間，即

f0 &< F &< f

那麼，你猜木塊是運動還是靜止？

1. 假設木塊靜止。那麼此時的靜摩擦力等於F，即比最大靜摩擦力f0還要大。這跟前提「最大靜摩擦力為f0」矛盾。

2. 假設木塊運動。那麼由於小球受到的推力為F，而阻力為f，F - f &< 0。這跟牛頓第二定律矛盾。

所以，結論就是：最大靜摩擦力不可能小於滑動摩擦力。

首次被邀！謝！

（好吧，之前有過一次，但真心跟我八竿子打不著……）

這個問題我上初中還是高中的時候就琢磨過。當時覺得自己是學渣，肯定哪個地方沒聽懂，於是也就沒張口問過任何人。

後來發現自己這輩子要靠固體力學混飯吃了，外加上大學後已經養成凡事都谷歌一下或者維基一下的臭習慣，所以終於花了一個周五的晚上把這個問題大致搞明白了。

……不好意思，太多鋪墊。進入正題。

我比較喜歡這樣理解：

所謂的平面其實也不是完完全全光滑的。微觀地看，相對靜止的兩個「平面」其實只是各種表面上存在的凸起之間相互形成了一種粘合。當我們想要兩個平面相互移動，就需要破壞這種粘合。實質上應該是分子間作用力什麼的，但這個我不完全懂，不敢亂說。

在勻速移動的過程中，這種粘合作用沒法很穩定地形成。沒貼牢固就又被拉開了。所以總體宏觀的阻力比較小。

另外，很較真地講，因為物體表面不可能光滑，所以勻速運動實際上對於表面來說大概也是很顛簸的動態過程吧，所以真的無法達到和靜止時相等的狀態。

copy黨路過，以下copy自人教網（http://bbs.pep.com.cn），個人第一個看法是接觸面分子間存在比較強的吸附，但是不能系統闡述，大家一起學習。

摩擦力究竟是怎樣產生的呢？15～18世紀，科學家們提出了一種解釋摩擦本質的凹凸嚙合說。這個理論認為摩擦是由於互相接觸的物體表面粗糙不平產生的。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，產生斷裂、摩損，就形成了對運動的阻礙。繼凹凸嚙合說之後，英國學者德薩左利厄斯於1734年提出了粘附說。他認為產生摩擦的真正原因在於接觸面間的分子力作用。表面越光滑，接觸越緊密，分子力的影響就越大，因而摩擦力也就越大。按照這種觀點，經過充分研磨的玻璃表面間的摩擦力將增大，與凹凸嚙合說的推論相反。後來的實驗證明粘附說是合理的。

20世紀以來，隨著工業和技術的發展，對摩擦理論的研究進一步深入，到20世紀中期，誕生了新的摩擦粘附論。新的摩擦粘附論認為，兩個互相接觸的表面，無論做得多麼光滑，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，微凸起的頂部發生彈性形變；如果法向壓力較大，超過某一數值(每個凸起上約千分之幾牛頓)，超過材料的彈性限度，微凸起的頂部便發生塑性形變，被壓成平頂(如圖所示)，這時互相接觸的兩個物體之間距離變小，小到分子(原子)引力發生作用的範圍，於是，兩個緊壓著的接觸面上產生了原子性粘合。這時要使兩個彼此接觸的表面發生相對滑動，必須對其中的一個表面施加一個切向力，來克服原子(分子)間的引力，剪斷實際接觸區生成的接點，這就產生了摩擦。

為什麼對於兩個給定表面，滑動摩擦實際上與接觸表面面積的大小無關呢？新的摩擦粘附論認為，這是因為實際接觸面積是屬於原子尺度的，它只佔總的幾何接觸面積的一個極微小的部分，而摩擦力的出現是由於在原子接觸的這些微小區域內原子之間的相互作用力。原子接觸面積占幾何接觸面積的比例，正比於法向力除以幾何接觸面積。因此，當法向力增大一倍，原子接觸面積也增大一倍，摩擦力便增大一倍，這就是摩擦力正比於正壓力的原因。但是，如果幾何接觸面積增加一倍，而法向力保持不變，則原子接觸面積占幾何接觸面積的比例減小一半，即原子接觸面積的實際面積不變，因而摩擦力也不變。在現代摩擦理論中，還加進了靜電作用。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。但筆者認為這雖然是一種吸引力，但應該歸納為靜電力，不宜納入摩擦力範圍。至於電磁本質論是一種更本質的提法（分子力的本性是電磁作用），由於作用機理比較抽象，用分子力可以形象解釋，所以不再引入。

綜上所述，摩擦現象的機理是複雜的，是必須在分子尺度內才能加以說明的。由於分子力的電磁本性，摩擦力說到底也是由電磁相互作用引起的。上述理論，已經否定了「物體表面越光滑，摩擦力越小」的說法。在非常光滑的物體表面之間，摩擦力是存在的。我們在教學上經常使用的「表面光滑」的含意與此不同。教學中所說的「表面光滑」，是指無摩擦或摩擦因數等於0的表面，即沒有摩擦力。這是教學上的一種約定。

實驗是檢驗真理的標準。但是許多現象非常奇特：地面太光滑容易滑倒（摩擦力小），充分研磨的玻璃表面間（表面很光滑）摩擦力卻增大。可見只用一種學說不能全面得到的解釋。所以筆者認為摩擦是凹凸嚙合與摩擦粘附的共同作用。在接觸面比較粗糙時凹凸嚙合說能較合理地說明問題，因為表面凹凸嚙合效果明顯，分子間主要作用以相互斥力為主，尤其是在不同材料之間的作用情況時。在接觸面較光滑平整時粘附論能更好地說明問題，因為此時凹凸嚙合效果不明顯，分子間主要作用以相互引力為主，尤其是在同種材料之間的作用情況時。筆者認為兩者是不可分割統一體，同時在起作用。這種情況與光的本性比較類似。在這個思想指導下可以較好的來說明前面的幾個問題。

滑動摩擦力與與最大靜摩擦力關係。在達到最大靜摩擦力時，從凹凸嚙合說角度來說：此時互相接觸已經達到臨界狀態，再大一點接觸突起一部分因受力過大會產生斷裂。這勢必會引起其他部分的斷裂（雪崩效應），從而運動起來成為滑動摩擦力。當滑動起來後凹凸嚙合說認為互相接觸再也達不到臨界狀態，即滑動摩擦力要小於最大靜摩擦力。從粘附論角度來說：達到最大靜摩擦力時，分子間的總體吸引力最大。即分子間相互吸引的分子對數多，平均相互作用力比較大。相互作用力因為相互作用數量很多情況很複雜，為了使描述問題簡單僅研究具有代表性一對相互作用分子。略微離開最大靜摩擦力位置後，分子引力減小會分子間距離變大，從而使分子間引力更變小。由於大量分子對同時出現了這樣情況，所以宏觀體現出摩擦力將急速變小。

作者：八里土人

鏈接：摩擦力的原理是什麼？ - 八里土人的回答

來源：知乎

著作權歸作者所有。商業轉載請聯繫作者獲得授權，非商業轉載請註明出處。

摩擦力不是一個準確的物理名詞，根本不存在什麼無法解釋或者不能解釋的內容。因為初中物理為了簡單發明的詞，竟然讓很多成人還在用。

下面寫了很多，重點分析了2種被模糊的」摩擦力「的不同解釋。

摩擦力在最初定義時，是簡單定義成一種「機械力」。對於接觸面平行於地面放置的物體，摩擦力產生是因為表面粗糙不平，造成如果兩個物體相對運動的時候，必須將「上面」一個抬高才能動。

這裡有意點出「平行地面」和「上面」，指出的是「最初定義的機械力的摩擦力，其實是在克服重力」。

和重力相關，就是所謂機械力的本質。和重力相關的力還有一個，那就是「浮力」。很有趣吧。

所以初中物理裡面給了一個「不是那麼物理」的「定律」：摩擦力和壓力成正比，並且定義了「摩擦係數」。這根本不是教物理，而是胡扯。

後來也是初中物理，給了一些其他的「接觸產生的力」，都歸類到「摩擦力」，然後說「摩擦力是一種非常複雜的力」。摩擦力按照他們的定義根本不是「一種力，而是很多很多種力。你硬塞到一起去研究，當然非常複雜了。

在此基礎上，竟然又搞出一個」動摩擦力「和」靜摩擦力「的概念來，還有一個結論是靜摩擦力大於動摩擦力。更加離譜了，更加離譜了，更加離譜了。

所謂的」動摩擦力「，就是說物體在運動過程中去測」物體接觸面方向上的力「。這個力難道不還是」抬高「」上面「那個物體的力嗎？

為什麼動摩擦力大於靜摩擦力？很簡單啊，因為慣性啊，因為慣性啊，因為慣性啊。牛頓爺爺幾百年前就發現了的。

慣性怎麼解釋？也很簡單啊，因為動起來以後，被抬高的物體還沒有落到最低就遇到了下一個比較高的點，所以就不需要花大力氣去抬高了。速度高了，落得低的可能性就更小。

這些東東完全不需要到很微觀的層面去分析，只要在放大鏡層面就夠了。不知道為什麼搞到了分子電磁層次。

這裡還要再澄清一點，大氣壓力有時候也會起很大的作用。比如兩塊玻璃壓一起以後，掰開比平行移動要容易得多。很多人解釋摩擦力的時候經常拿玻璃做例子，說足夠平了啊。用放大鏡就能看出玻璃不夠平，玻璃的縫隙里空氣被擠走以後，大氣壓力會壓在玻璃上。如果在真空中做實驗，一下子就能檢驗出來所謂的摩擦力是什麼鬼。

為什麼要單獨舉這個例子？因為這個例子是和上面說的」與重力相關「是兩類東西。

看到了吧，把兩類力放一起然後說複雜得很，是懶惰的表現，是人為的複雜化了。

https://www.zhihu.com/people/wo-wo-44-88

萬事開頭難

首先謝謝邀請，第一次被邀。最近忙於實習，沒有關注太多。一下粗淺的認識。首先，我們知道，兩個接觸面不光滑的物體相互作用，當它們發生相對運動或有相對運動趨勢時，沿接觸面切線方向有阻礙相對滑動的作用，這種現象稱為摩擦；這種阻礙相對運動的作用力稱為摩擦力。而摩擦力又分為滑動摩擦力和靜摩擦力。

我們先對滑動摩擦力說起，這個力比較容易分析，因為當物體與支持面之間存在正壓力並發生了相對運動，滑動摩擦力就產生了，他只與正壓力N和μ有關，μ是動摩擦係數與材料材質、粗糙程度有關，物體表面越粗糙μ就越大。所以滑動摩擦力的大小就是F=μN就是與瞬時的相對運動方向相反,不用再考慮其他受力與運動狀態，比較容易去求解，性格直率，真是一個「純爺們兒」。

相反，靜摩擦力就想一個「小姑娘」一樣，有豐富的內心世界卻不善於表達出來，只有靠我們慢慢的去研究她。首先，我們得判斷靜摩擦力產生的條件：第一，兩個相互接觸的物體之間存在正壓力；第二，接觸面不光滑；第三，兩物體是相對靜止，但存在相對運動趨勢。只有她的具體值取決於物體的受力情況與運動狀態，大小等於引起靜摩擦力的外力，大小在0到最大靜摩擦力之，而方向呢就猶如女人心海底針一樣，是不能輕易一眼就看得出來的，需要判斷相對運動的趨勢，靜摩擦力的方向與相對運動趨勢相反。在計算靜摩擦力時應先對物體經行受力分析與運動狀態分析，再根據平衡條件與牛頓第二定律列方程求解即可。

第一次啊，阻力難免大一點。

一個慣性力[fI]向後，一個慣性力[fI]向前而已：

設m·[dv/dt]=-[fI]，| fI |+| f |=| F |；靜摩擦

| f |=| F |+| fI |；滑動摩擦

平常使用的μ值是用 |F |/FN表徵的，| F |是實驗測出，已經把質量慣性效應考慮在內。

根本原因好像沒人知道，都是盡量與觀察結果相吻合的推測，可以看看溫詩鑄院士的書，他是中國摩擦學的奠基人，對物理感興趣的話看看。

還有文獻說是發現超滑現象，很有意思。

先上圖

書上說：實驗研究表明

問問劉延柱估計就知道了+_+

好像差不多吧

謝邀。回答比較晚，先致歉！

這個問題要解釋到「根本原因」，就必然要到微觀層面，這就要研究滑動表面間/非滑動表面間的微觀接觸和相互作用，還要區分表面類型，區分有無潤滑……肯定沒人願意搞這個研究，知道最大靜摩擦大於滑動摩擦就夠了，具體是多少有實驗結論也就夠了。

猜測:分子層面的相互滲透也許不是主要的，時間不夠。粗糙表面微觀起伏嵌合，也許是:動態過程嵌合的程度必然小於靜態，但是如果這麼假設就會產生速度越快摩擦力越小，這顯然不正確。那麼稍改動一下:動態時表面間分子相互作用的總面積小於靜態時。

然而這只是猜測。

竟然真的是在邀請我回答！！！等等，看了上面的回復我覺得自己再去百度就不太好了。只能說說我在初中時就超級害怕物理，以至於現在看到這麼問題——這個是什麼鬼？！

不好意思，現在才看到，一般沒上知乎。因為靜摩擦因數大於動摩擦因數，壓力一定時，最大靜摩擦力稍大於動摩擦力。

竟然有人邀請我，第一次啊～哈哈～

說個簡單易懂但未必正確的答案。我是學流體力學的，想讓一個靜止的東西動起來，它就不可避免的帶動旁邊的東西跟著動，所以力氣就大～動起來之後旁邊的也開始動了，力氣就少了點～比如水裡的東西，總是會帶著水一起動～

看到這個問題，腦袋裡就冒出了一句：從靜止狀態改變到一個運動狀態所需要的力大於保持這個運動狀態所需要的力。（這句話其實是有問題的，因為力是改變物體運動狀態的原因而不是保持運動狀態的原因，但是由於現實中涉及到了摩擦力，暫且這麼一說）

原理（個人意見）：

從原子情況來看，相互接觸的兩個表面是不平整的。它們有許多接觸點，在這些接觸點上，原子好像粘結在一起，於是當我們拉動一個正在滑動的物體時，原子啪一下分開，隨即發生振動。（費曼物理學第一卷）

我覺得：物體靜止時原子間的「粘結」的破壞比運動時的破壞更加困難，因為此時的「粘結」作用比運動時的要強，所以破壞需要的力更大這就是可以理解的了。所以最大靜摩擦力大於動摩擦力。

ps摩擦係數是個半經驗的係數，摩擦定律也是個半經驗公式，關於摩擦的研究還不夠透徹。

不知道為啥被咬回答，首先也是感謝啦～不過作為文科物理盲，只從copy個度娘答案給你，算不算我也認真回答了呢？……好吧(′°?????????°???????｀)如果不對就當我飄過吧，阿門

1.放大來看,物體間的接觸面是凹凸不平的.若物體在桌面時是靜止的,那麼木塊下面粗糙的部分會有一部分嵌入桌面的上面的粗糙部分,就想齒輪咬合一樣,這樣要想使木塊動起來就要有一部分力來克服重力沿斜面向下的分力,故受力大於物體滑動時所受的摩擦力,即靜摩擦力略大於滑動摩擦力；

2.當對物體施加的外力等於滑動摩擦力時,而我們假設最大靜摩擦力等於滑動摩擦力的話,那麼二力平衡,物體所受合力為0,物體就應該保持原有的狀態,靜止不動,所以只有提供一個比滑動摩擦力稍大的力才能使物體產生與合力方向相一致的加速度,使物體運動,故靜摩擦力略大於滑動摩擦力

無論是動摩擦力還是最大靜摩擦力,影響其大小的只有兩個因素,既正壓力和摩擦因數,這裡是同一個物體所以只要考慮摩擦因數.而靜摩擦因數是大於動摩擦因數的.因為物體與支撐物之間的接觸面是凸凹不平的,當物體處於靜止狀態時由於重力的作用會使兩個接觸面發生微小的形變,使兩者很好的吻合,而當物體動起來之後兩接觸面之間只有宏觀的接觸,還來不及發生微觀的變形－&>吻合就已經移動到下一位置了,所以靜摩擦因數大於動摩擦因數.

已經知道,物體靜止時,摩擦力的大小和推力F的大小相等,方向相反.隨著F的逐漸變大,摩擦力的大小也逐漸變大.而當F到達一臨界點時,物體將運動起來,在這一點,摩擦力的大小等於此時推力F的大小,此時的摩擦力就是最大靜摩擦力.而這一點,也是運動的起點.又知道,物體運動後,摩擦力的大小隻與物體的質量有關,所以是個定值,也就等於最大靜摩擦力的大小.

謝邀。

首先很感謝題主能夠邀請我來回答問題，我只是一個大一新生，對很多事物見解不是很深刻，也沒能力寫出像一些大神那樣的論文似的回答。所以只能粗淺的談一下見解。

承認樓上那些人說的很專業，表示不明覺厲。大家對摩擦力的產生來源想必很清楚，一是壓力，二是表面粗糙程度。從微觀上來講，就是原子之間的間隙嚙合，相互吸引。一方面，表面的粗糙程度不平整度大概在微米數量級誤差，這種誤差導致了表面原子群之間的相互嚙合，另一方面，由於壓力使原子之間的距離減小，達到了能夠產生相互作用的距離於是就產生了相互之間的吸引力，明顯的例子就是將鉛塊與金塊緊緊壓縮，然後會發現很難分開它們。

那麼為什麼動摩擦力比靜摩擦力小呢？首先，我認為由於物體運動具有一定的動能，自然而然表面相接觸的那部分也具有動能，於是它們克服阻力引力做功，消耗了一部分動能相比靜止而言（沒有動能）就需要額外的力來抵消那些阻力，吸引力。

這就是我個人粗鄙的見解，希望能對題主有所幫助。再次感謝題主的邀請。

謝邀。我認為滑動摩擦是在接觸面已經發生連續形變的基礎上，而靜摩擦力首先必須克服接觸面形變，再克服摩擦。也就是說靜摩擦力=滑動摩擦力+接觸面形變