為什麼摩擦力的大小與接觸面積無關?

不能自拔9

1:書上告訴我們的是物體之間滑動摩擦力的大小隻與摩擦係數,一個物體對另一個物體壓力的大小有關,而與接觸面積,相對速度無關。這個結論是在經過大量實驗數據表明的,如果你有空的話,我可以給你提供一個驗證這個結論的方法,我們先設四個影響摩擦力的因素,即摩擦係數,接觸面積,相對速度,正壓力;

2:根據這四個因素,採用控制變量法來研究這四個因素有哪些會影響摩擦力的大小;比如說我先控制正壓力,相對速度和摩擦係數不變,看看接觸面積變化時,彈簧秤側出來的摩擦力大小會不會變化,這時你可以通過改變木塊的形狀來改變接觸面積。


第二種則可以控制接觸面積,相對速度和正壓力不變,研究摩擦係數與摩擦力大小之間的關係,即採用不同的材料來研究;當然,你還可以控制我所說的以外的其他因素為不變量。最後,不管你是控制哪些量不變的,根據最終得出數據都是表明摩擦力大小隻與摩擦係數和正壓力大小有關,而與速度,接觸面積無關,如果題主有興趣的話可以去做做這個實驗。


零維立方體

什麼是摩擦力?

阻礙物體相對運動或者相對運動趨勢的力,叫做摩擦力。也就是摩擦力是為了克服外力的存在而存在的,沒有外力它也就不存在。

我推桌子,桌子動了,桌子受到摩擦力;我推桌子,桌子沒動,桌子同樣受到摩擦力。摩擦力的方向是與物體運動或者物體相對運動趨勢的方向相反

摩擦力有三種:

分為靜摩擦力、滾動摩擦、滑動摩擦

摩擦力的大小和什麼有關係?

靜摩擦力只和它所受外力的大小有關係;

滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的大小和壓力大小有關。壓力越大,物體接觸面越粗糙,產生的滑動摩擦力就越大。

因此可以通過增大壓力或者增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。

為什麼摩擦力的大小與接觸面積無關?

有一種比較粗略的微觀解釋。通常說的接觸面積可以稱為“宏觀接觸面積”,是宏觀上觀測到的接觸面積。兩個物體在此面積上的絕大部分分子之間的距離都是宏觀小微觀大,超出了分子力作用範圍,對摩擦力沒有貢獻。只有一些局部的微小區域上兩個物體緊密接觸,分子之間的距離達到微觀尺度,兩個物體的分子之間有作用力,從而構成宏觀摩擦力。這些局部微觀上緊密接觸的面積可以稱為“微觀接觸面積”。產生相互作用的分子對數目與“微觀接觸面積”成正比,因此摩擦力本質上應該與“微觀接觸面積”成正比。在一定的壓力下,“微觀接觸面積”基本上是確定的,與“宏觀接觸面積”無關,所以摩擦力也大體上與“宏觀接觸面積”無關;正壓力增加,引起兩物體更大形變,使“微觀接觸面積”增大,從而摩擦力也隨之增大,“微觀接觸面積”近似與正壓力成正比,於是摩擦力也近似與正壓力成正比。

簡單回答,祝好!


地理愛好者

為什麼?還真不好說,不過,可用個簡單的實驗驗證。

實驗器材:彈簧測力計,長木板,帶鉤的長方體木塊。

實驗步驟:1.將長木板放在水平桌面上,把木塊平放在長木板上,用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做勻速直線運動 ,讀出彈簧測力計的示數F1,即是木塊平放時受到的摩擦力的大小;2.把木塊側放在長木板上,用彈簧測力計沿水平方向做勻速直線運動,讀出彈簧測力計的示數F2,即木塊側放時受到的摩擦力的大小。

討論:比較F1和F2的大小,如F1=F2,則摩擦力的大小與接觸面積無關;如F1≠F2,則摩擦力的大小與接觸面積有關。


甜甜向上314159

別爭了,我來告訴大家為什摩擦力大小與接觸面積無關。

1) 符號表示 摩擦力f,壓力N,接觸面積s ,摩擦係數k ,壓強P 。

2) 物體單位面積所受壓強

P=N/S

3).物體所受摩擦力的大小

f=kps=K(N/s)s=KN

公式表明當摩擦係數不變時,摩擦力與壓力成正比。

4)當摩擦面積增大為2倍時,摩擦力為 f=K(N/2s)2s =K(1/2)(N/s)2s

= k(1/2)p2s=Kps=K(N/s)s=kN

問題在於,接觸面積增大為2倍時,壓強減小為原來的1/2,導致摩擦力不變。所以,無論理論計算還是具體實驗都可證明摩擦力與接觸面積確實無關。僅當壓強不變時,摩擦力才與接觸面積有關,然而在事實上,一旦接觸面積發生變化,壓強必然同步改變。——春草


13101778437

因為你所看到的接觸面積,不是兩個物體接觸。

摩擦時是兩個微表面凸凹之間的相互阻礙,因此,壓力會調節真實的接觸面積宏觀的表面積並不能反映真實的接觸面積。

反而,壓力會改變真實的接觸面積,因此,摩擦力是與壓力相關的。

大家也可以想像一下,乒乓球拍表面顆粒的樣子。


科普新視界

摩擦力,與接觸面積無關,但是與壓強有關係!壓強描述的是單位面積上面的力!有些人說輪胎寬的。摩擦力大,這個是不對的!因為車重是固定的,輪胎越窄,受力越大,充氣氣壓越大,這樣減震就越小!輪胎越寬。受力越小,輪胎減震越好!還有的是,崎嶇道路,輪胎越寬,通行越舒服,尤其是小凹小凸,輪胎可以通過變性來整合消除!但是接觸面積大,胎噪就大!


凡守望者

接觸面積越大,同壓力下壓強越小。因此,單位面積的摩擦力會變小。

而單位面積的摩擦力的增加(壓力不變)恰恰與壓強的增加成正比,在計算上,面積就被約分掉了。

因此摩擦力的大小與接觸面積無關。


你的數學課代表

看到這個問題,再加上幾個言之鑿鑿的回答,真讓我有點懷疑我們是生活在同一個世界中嗎?甭用彈簧秤,我就問下幾位物理大家,相同材料的地毯,是拖一個巴掌大的地毯費勁呢?還是拖一個10平米的費勁呢?


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