摩擦係數

如果兩表面互為靜止，那兩表面間的接觸地方會形成一個強結合力－靜摩擦力，除非破壞了這結合力才能使一表面對另一表面運動，破壞這結合力－運動前的力－對其一表面的垂直力之比值叫做靜摩擦係數μs，寫成式子如下：

(方程式圖1)fs為靜摩擦力

或 fs=μs*N； N為垂直力

而這破壞力也是要使物體啓動的最大的力，我們又叫此力為最大靜摩擦力。所以，我們應把上式改寫成：

(方程式圖2)fk為動摩擦力

如汽車啓動後過了些時候它會慢慢的減速下來，最後靜止。這表示物體運動時，它的表面和另一表面，仍然存在摩擦力。（如地面）而實驗發現此力比靜止時的摩擦力來得小，我們定義這摩擦力和垂直於地面的作用力叫做動摩擦係數μk，寫成式子如下：

fk=μk*N

所以，由上我們可得知μs>μk ^[1] 

材料名稱 靜摩擦係數 動摩擦係數

無潤滑 有潤滑 無潤滑 有潤滑

鋼-鋼 0.15 0.1～0.12 0.1 0.05～0.1

鋼-軟鋼 0.2 0.1～0.2

鋼-鑄鐵 0.3 0.2 0.05～0.15

鋼-青銅 0.15 0.15～0.18 0.1～0.15

軟鋼-鑄鐵 0.2 0.18 0.05～0.15

軟鋼-青銅 0.2 0.18 0.07～0.15

鑄鐵-鑄鐵 0.18 0.15 0.07～0.12

鑄鐵-青銅 0.15～0.2 0.07～0.15

青銅-青銅 0.1 0.2 0.07～0.1

皮革-鑄鐵 0.3～0.5 0.15 0.6 0.15

橡皮-鑄鐵 0.8 0.5

木材-木材 0.4～0.6 0.1 0.2～0.5 0.07～0.15

摩擦係數主要是接觸材料、界面粘染物或面潤滑劑的一個特徵，根據現代摩擦力理論，摩擦是接觸表面原子之間的附着力引起的，當兩物體相互接觸時，首先是凸起部分表面原子相當地接近形成原子鍵，其強度與固體內部使自己聚集在一起的原子鍵的強度相當。表面如果非常潔淨、接觸非常緊密，兩個互相接觸的表面會粘附得非常牢固，在發生明顯滑動之前出現"接點增長"，接點面積不斷增大，直到整個幾何接觸面積成為巨大的接觸點，這時摩擦力很大，甚至會超過正壓力，摩擦係數可以等於、大於1，甚至更大。美國C ·基特爾等著的《伯克利物理學教程》第一卷《力學》上有一表格記載有：銅與銅靜摩擦係數是1.6，橡皮與固體靜摩擦係數是1.0 ～4.0 。以上均可表明摩擦係數可以等於或大於1。

摩擦係數通常可以用摩擦角的方法測定，其方法一般是：將所要測量的兩物體中的其中一個傾斜放置作為斜面，另一個放在斜面體上沿其滑下，逐漸減小斜面傾角θ，可以發現，當θ達到某一數值θ0 時，物體勻速下滑，則由

mgsinθ0=μmgcosθ0，

得：μ=tan θ0。 （1）

θ0 是摩擦角，測得了θ0 ，就可以知道此兩物體間μ的值，從（1）式容易看到：

當θ0 <45 °時，μ<1，

當θ0=45 °時，μ=1，

當θ0>45 °時，μ>1 。

由於正切函數在第Ⅰ象限的值域是（0，∞），所以μ不一定小於1，至於μ到底是多少，則由材料性質，界面狀況等而定。 ^[2]