磨擦力形成的微观解释
两个相互作用的物体,当它们发生相对运动或有相对运动趋势时,沿接触面切线方向有妨碍相对滑动的作用,这些现象称为磨擦;这些制约相对运动的斥力称为磨擦力。磨擦力是电磁力的一种表现方式。
形成机理:
1。互相作用形成形变;2。物体微观凹凸表面形成互相机械渐开线;3。形成分子黏结现象。抵抗渐开线部份的互相犁削及黏结结点的剪切作用即叫做磨擦力,它是电磁力作用。静磨擦力------在外力作用下如只具有相对滑动趋势,而又未发生相对滑动时,则这些制约作用叫静磨擦,这些制约斥力称作“静磨擦力”。静磨擦力不是一个定值,它随外力而变,使物体由静止变为运动的临界值称为最大静磨擦力。静磨擦力可以是零和最大静磨擦力之间的任一数值,即0
而这两种说法各有道理!
凸凹渐开线说觉得:磨擦是因为互相接触的物体表面粗糙不平引起的摩擦力和电磁力有关吗,两个物体接触相压时,接触面上有好多凸凹部份就互相渐开线,假若一个物体沿接触面滑动,两个接触面的突起部份就相碰撞,形成破裂,锈蚀,就产生了对运动的制约,其实这对于木材等的磨擦的解释很适用。
而粘附说觉得:两个互相接触的表面,无论做的多么光滑,从原子尺度上看都是粗糙的,有许多微小的隆起,把这样的两个平面置于一起摩擦力和电磁力有关吗,微凸的底部发生接触,微凸之外的部份接触间有10-8m或更大的间隙,这样接触的微隆起的底部就承受了接触面上的法向压力,假如这个压力比较小,微隆起部份发生弹性形变,倘若法向压力较大,即超过材料的弹性限度,微隆起的底部就发生塑性形变,被压成平顶。这是相互接触的两物体宽度离变小,小到分子(原子)发生引力作用的范围,接触面上形成了原子性粘合,这时要使接触的表面发生相对滑动,必须对其中的一个表面施加一个切向力,来克服原子(分子)间的引力,割断实际接触区生成的接点,这就形成了磨擦。同样地,用它来解释金属材料等的磨擦更让人信服。
但在我看来,这两种说法都是创立的,故我觉得磨擦是两者共同作用形成,即渐开线粘附共存说。磨擦是由这两种机理共同作用形成的,只是在特定的接触面上,二者形成的磨擦力的相对大小不同而已!
我们不妨剖析这几种情况:
1。相接触的两物体都很粗糙,如两个木板。两物体之间的凸凹是相当显著的,当相对滑动时,啮合作用形成的磨擦力相对较大,而接触面上原子之间的距离过大,很难形成分子间斥力,这时粘附作用形成的磨擦作用是很微弱的,甚至难以形成磨擦作用。为此,在这些情况下,磨擦主要是啮合作用形成的。
2。相接触的两物体,一个较为粗糙,一个较为光滑,如一个铁块跟一块金