摩擦力

摩擦力與相互摩擦的物體有關，因此物理學中對摩擦力所做出的描述不一般化，也不像對其它的力那麼精確。沒有摩擦力的話鞋帶無法系緊，螺絲釘和釘子無法固定物體。

摩擦力內最大的區分是靜摩擦力與其它摩擦力之間的區別。有人認為靜摩擦力實際上不應該算作摩擦力。其它的摩擦力都與耗散有關：它使得相互摩擦的物體的相對速度降低，並將機械能轉化為熱能。

固體表面之間的摩擦力分滑動摩擦、滾動摩擦、靜摩擦、滾壓摩擦和轉動摩擦。在工程技術中人們使用潤滑油來降低摩擦。假如相互摩擦的兩個表面被一層液體隔離，那麼它們之間可以產生液體摩擦，假如液體的隔離不徹底的話，那麼也可能產生混合摩擦。氣墊導軌是利用氣體摩擦來工作的。潤滑油和氣墊導軌的工作原理都是利用“用液體或氣體（即流體）摩擦來代替固體摩擦”來工作的。

假如潤滑油、液體或氣體沿一個固體表面流動，其流速會受摩擦力的影響而降低。固體表面的構造對這個摩擦力的影響比較小，最主要的是流體的橫截面面積。其原因是不僅在流體與固體的交面有摩擦力，流體內部不同的層之間也有內部摩擦，流體離固體表面的距離不同，其流速也不同。

一個相對於一個流體運動的物體受到阻力。這個阻力與它的運動方向相反。在層流的情況下這個阻力與它的速度成比例，在紊流中這個阻力與它的速度的平方成比例。有時一個物體同時受到阻力和摩擦力，比如一輛汽車在運動時既受到空氣的阻力也受到其輪胎的滾動摩擦。（摩擦力有時能使物體運動，與阻力不同。）

①物體間相互接觸並擠壓；

②物體接觸面粗糙；

③物體間有相對運動或相對運動趨勢。

（1）增大物體接觸面的粗糙程度；

（2）增大壓力；

（3）變滾動摩擦為滑動摩擦等。

（1）變滑動摩擦為滾動摩擦；

（2）使接觸面分離；

（3）減小壓力；

（4）減小物體接觸面的粗糙程度等。

在工程技術中人們往往通過施加潤滑油的方法來減少摩擦，研究這個問題的科學稱為摩擦學，它是機械製造的一個分支科學。

摩擦力分為滑動摩擦力、靜摩擦力、滾動摩擦力三種。

一個物體在另一個物體表面發生滑動時，接觸面間產生阻礙它們相對運動的摩擦力，稱為滑動摩擦力。滑動摩擦力的方向與相對運動的方向相反。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。例如用黑板擦擦黑板時兩者產生的滑動摩擦力。

研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關係的實驗：實驗時為什麼要用彈簧秤拉木塊做勻速直線運動?這是因為彈簧秤測出的是拉力大小而不是摩擦力大小。當木塊做勻速直線運動時,木塊水平方向受到的拉力和木板對木塊的摩擦力就是一對平衡力。根據二力平衡的條件，拉力大小應和摩擦力大小相等。所以測出了拉力大小也就是測出了摩擦力大小。大量實驗表明,滑動摩擦力的大小隻跟接觸面所受的壓力大小、接觸面的粗糙程度相關。壓力越大，接觸面越粗糙，滑動摩擦力就越大。

滑動摩擦力是阻礙相互接觸物體間相對運動的力，不一定是阻礙物體運動的力。即摩擦力不一定是阻力,它也可能是使物體運動的動力,要清楚阻礙“相對運動”是以相互接觸的物體作為參照物的。“物體運動”可能是以其它物體作參照物的。如:生活中，傳送帶把貨物從低處送到高處，就是靠傳送帶對貨物斜向上的摩擦力實現的。

研究實際問題時,為了簡化往往採用“理想化”的做法，如某物體放在另一物體的光滑的表面上,這“光滑”就意味着兩個物體如果發生相對運動時，它們之間沒有摩擦。

滑動摩擦力的方向總是沿接觸面，並且與物體相對運動方向相反。

當物體的壓力大小和接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力的大小與接觸面面積的大小無關。

摩擦力的大小、方向與物體運動方向及速度大小無關。

公式：f=μ×Fn（Fn：正壓力，不一定等於施力物體的重力 μ：動摩擦因數，是數值，無單位）。 ^[1] 

兩個物體相互接觸並相互擠壓，而又相對靜止的物體，在外力作用下如只具有相對滑動趨勢，而又未發生相對滑動，則它們接觸面之間出現的阻礙發生相對滑動的力，（兩個相互接觸的物體將要發生而尚未發生相對運動時產生的摩擦力）叫做靜摩擦力。

一個物體相對它隨外力的變化而變化，當靜摩擦力增大到最大靜摩擦時，物體就會運動起來。大小：靜摩擦力根據外力而變化，但有一個最大值，叫做最大靜摩擦力。最大靜摩擦力略大於滑動摩擦力。方向：跟接觸面相切，跟相對運動趨勢的方向相反。 ^[1] 

一個物體在另一個物體表面滾動時，由於兩物體在接觸部分受壓發生形變而產生的對滾動的阻礙作用，叫做滾動摩擦力。

滾動摩擦力，是物體滾動時，接觸面一直在變化着，物體所受的摩擦力。它實質上是靜摩擦力。接觸面軟，形狀變化愈大，則滾動摩擦力就愈大。一般情況下，物體之間的滾動摩擦力遠小於滑動摩擦力。在交通運輸以及機械製造工業上廣泛應用滾動軸承，就是為了減少摩擦力。例如，火車的主動輪的摩擦力是推動火車前進的動力。而被動輪所受之靜摩擦則是阻礙火車前進的滾動摩擦力。 ^[1] 

內部摩擦是物質內部的原子或分子相互運動所造成的能量損失。由於外部力作用所造成的不同部位的粒子的加速度的不同可以造成（比如液體）內部的相對運動。內部摩擦的大小與物質的粘性有關。不像固體表面的摩擦那樣含糊，內部摩擦可以通過統計力學的方式相當精確地計算出來。在力學中一般人們在計算時儘量省略摩擦所造成的損失，在流體力學中內部摩擦是理論中的一個內在部分，它可以由奈維爾-史托克斯方程式來計算。

流變學是研究複雜的流體（比如懸浮液或高分子化合物）的學科。在這些液體中的內部摩擦非常複雜，線性的奈維爾-史托克斯方程式不能用來描寫它了。

是從15世紀至18世紀，科學家們提出的一種關於摩擦力本質的理論。齧合説認為摩擦是由相互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齧合。如果一個物體沿接觸面滑動，兩個接觸面的凸起部分相互碰撞，產生斷裂、磨損，就形成了對運動的阻礙。 ^[2] 

這是繼凹凸齧合説之後的一種關於摩擦力本質的理論。最早由英國學者德薩左利厄斯於1734年提出。他認為兩個表面拋得很光的金屬，摩擦力會增大，可以用兩個物體的表面充分接觸時，它們的分子引力將增大來解釋。

上世紀以來，隨着工業和技術的發展，對摩擦理論的研究進一步深入，到上世紀中期，誕生了新的摩擦粘附論。

新的摩擦粘附論認為，兩個相互接觸的表面，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^-8m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反壓力。如果這個壓力很小，微凸起的頂部發生彈性形變；如果反向壓力較大，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，這時互相接觸的兩個物體之間距離變小到分子（原子）引力發生作用的範圍，於是，兩個緊壓着的接觸面上產生了原子性黏合。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，來克服分子（原子）間的引力，剪斷實際接觸區生成的接點，這就產生了摩擦。

人們通過不斷試驗和分析計算，發現上述兩種理論提出的機理都能產生摩擦，其中粘附理論提的機理比齧合理論更普遍。但在不同的材料上，兩種機理的表現有所偏向：金屬材料，產生的摩擦以粘附作用為主；而對木材，產生的摩擦以齧合作用為主；實際上，關於摩擦力的本質，尚未有定論，仍在深入討論中。 ^[2] 

使用彈簧測力計，用鈎子鈎上被測物體，在水平桌面上（相對的）進行勻速直線運動，彈簧測力計上的示數即是被測物體的摩擦力的大小（粗略）彈簧的拉力等於摩擦力。加速運動，摩擦力不變。