摩擦的本质是物体接触面之间的咬合和原子的碰撞。 摩擦力是阻止物体因摩擦而沿切线方向移动的力。
摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力。 动摩擦是指两个相互运动的物体之间的摩擦阻力。 静摩擦力是指两个趋向于彼此移动的物体之间的咬合力。 物理教科书上说滚动摩擦本质上是静摩擦，但我们应该把它和滚动阻力区分开来（这个我们会在以后的文章中讲到）。
摩擦无处不在
两个物体相互接触并有一个力相互施加压力。 当两个物体沿接触面的切线方向相对运动，或者有相对运动的趋势时，我们说两个物体存在摩擦。 阻碍它们相对运动的力是摩擦力。
如果物体在接触面的切线方向上发生了相对位移，则为滑动摩擦； 如果两个物体处于即将运动的状态，我们称之为静摩擦。
推箱子时，我们的脚与地面、箱子与地面之间都会产生摩擦力。
当我们在桌面上移动鼠标、推地板上的纸箱、冬天滑雪或滑冰、早上刷牙洗脸、甚至搓手抓伤等等时，这些都是滑动摩擦。
当我们走路、靠墙爬梯子、在斜坡上拉汽车手刹或无法用尽全力推一个大箱子时，静摩擦力起着关键作用。
为什么会有摩擦力？
因为接触面不平整。
物体的表面是凹凸不平的。 古埃及工匠辛勤打磨将金字塔建造得极其平坦的巨石。 据说，这些石头之间的距离非常紧密，连刀片都插不进去，但这些巨石仍然没有那么光滑。 ，其表面有许多脊和凹坑。 将这些重达2.5吨甚至160多吨的巨石从采石场运到金字塔施工现场并堆放，无疑是一项艰巨的任务。
古埃及建造金字塔的想象
从上图我们可以看到，埃及人用原木作为滚轮，用滚动摩擦代替滑动摩擦。 即便如此，仍然需要大量的人力来拖动岩石。
如果我们放大一个物体的接触面，我们会发现我们以为平坦的表面实际上是凹凸不平的。 当两个不平坦的物体相互靠近时，这些凹凸不平的表面会互相咬合，从而增加滑动的阻力。 。
不光滑的接触面会产生摩擦
你可能会说，如果我们把两个接触面打磨得光滑如镜，就不会有摩擦了吗？
事实上，这个世界上不存在“绝对光滑”的表面。 你以为玻璃是平的，但是当你把两块玻璃放在一起推的时候，你会发现有很大的阻力。 一方面，这是因为两片玻璃之间的空气被排除，外部大气压使两片玻璃受到的压力更大。 这也证明了玻璃实际上并不是平坦的。
玻璃不平整
我们都知道物质是由原子组成的，原子是一个被电子包裹的球体。 因此，无论我们看上去多么平坦的表面，它都是由凹凸不平的球面组成的。 从微观角度来看，这些表面有高有低。 阴晴圆缺。
当两个看似极其光滑的表面相互接触时，由于原子“壳”的起伏，物体的接触面自然而然地相互咬合。 当然，从微观角度来看，两个物体的接触面之间也会形成化学键。 接触时间越长，形成的化学键越多，静摩擦力越大。
看似极其光滑的物体，从微观角度来看仍然是凹凸不平的。
摩擦力的本质
摩擦是接触面的咬合和原子的碰撞。
下图：当两个物体的表面相互贴合并施加压力N时，它们的凹面和凸面将咬合在一起。 为了使它们彼此移动，需要松开咬合并且必须破坏化学键。 此时施加的力F一方面需要使滑块向前移动，同时必须克服压力N以脱离咬合。 需要克服的阻力f就是摩擦力。
咬合面滑动摩擦力分解
从微观角度看，当两个物体相互滑动时，它们实际上是在不断地“跳动”。 在打浆过程中，接触面上的原子不断碰撞。 碰撞的能量加速了原子的振动频率，从而产生热能。 接触面原子间碰撞的动能向内传导什么是摩擦力简便，引起更深层的原子振动。 物体表面相互摩擦的咬合力越大，咬合面积越大，彼此之间移动的速度越快，振动的原子越多，振动频率越高什么是摩擦力简便，物体就越热。
如何克服摩擦力？
至于有害的摩擦，我们需要克服它。
克服摩擦的方法有很多：使用摩擦系数较低的物体使接触面、使接触面变得更光滑、使用润滑剂隔离接触面、变滑动摩擦为滚动摩擦等。
古埃及人通过将圆木放在石头下面，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，这样可以节省大量人力。 有资料称，他们还把巨石放在坚固的滑板上，然后在路面上撒上沙子，以减少滑板与路面的摩擦系数。
修复后的埃及壁画揭示了古埃及人如何拖拽雕像
数百年前，在修建紫禁城时，工匠们在路面上浇水结冰，以减少摩擦力，这样可以更轻松地将数百吨重的巨石拖到70公里外。 与其他路面相比，冰可以提供更小的摩擦系数。 速滑运动员非常清楚这一点。
钢与冰的摩擦系数仅为0.027~0.014。 为了进一步减少向前的摩擦力，溜冰者使用锋利的溜冰鞋。 极小的接触面在冰鞋和冰面之间产生相当于数百个大气压的压力。 巨大的压力和快速的摩擦使冰刀与冰的接触面温度升高，进而在接触面上形成水膜。 水的作用就像润滑油一样，使运动员能够达到更快的滑冰速度。
速滑运动员在冰面上快速踢腿
还有将冰摩擦技术发挥到极致的冰壶运动员。 在冰壶比赛中，我们经常可以听到投掷者对队友喊“擦吧！~~”，而队友则用海绵擦使劲擦冰面。 这是因为冰壶比赛非常注重冰壶动作的线路、落点和力度。 在其滑动路线上，空气中的水蒸气会在冰面上形成一层霜，霜颗粒会增加冰壶石的滑动阻力。 反抗。 运动员用力摩擦冰面，一方面可以去除冰面的霜粒。 同时，强烈摩擦产生的热能会使冰的表面分子融化。 薄薄的水膜就像润滑油一样，使卷发速度更快。 速度和更精确的角度。
卷发器用力摩擦冰以减少摩擦
如何增加摩擦力？
大多数北方朋友都有过冰上摔跤的经历。 冰非常滑，滑动摩擦系数非常低。 当我们在泥泞、冰雪路面行驶时，常常会因为轮胎抓地力不足而引发交通事故。 这时候我们就需要更换雪地轮胎，甚至安装雪地防滑链来增加摩擦力。
工人们在大型建筑卡车上安装轮胎防滑链
但赛车手却恰恰相反，他们更多地依靠光头轮胎来增加赛车的抓地力。 光面轮胎没有纹路，可以最大化轮胎与专业赛道的接触面积。 轮胎的橡胶表面因赛车的压力而嵌入到不平坦的赛道中，从而获得最大的摩擦力，可以走得更快。 加速快，不易侧滑。
赛车轮胎在地面上的划痕
车费和汽油都不错。 相比如何安装防滑链、如何在速度与抓地力之间找到平衡、制动性能与防抱死制动的完美结合，老司机往往追求另一种完美的摩擦感，这与驾驶有关。 ，而且似乎与此无关。 但一定和摩擦力有关系。
过多的摩擦会损坏家具
总结
说了这么多摩擦，最后我们来简单总结一下：
1、摩擦是宇宙中普遍存在的现象；
2、只要两个物体相互接触，有相互挤压的力，有相互运动或有移动的倾向，就会产生摩擦；
3、不存在绝对平坦的表面。 摩擦是由物体之间接触面的咬合和原子的碰撞引起的。 摩擦力是物体表面咬合力的表现。 物体越硬，咬合面越多，压力越大，摩擦力也越大；
4、当两个接触面相互咬合时，接触面上的分子之间就会形成分子键。 打破这些分子键需要施加更多的能量； 当两个接触面相互移动时，接触面之间产生的小碎片和切屑会将部分滑动摩擦转变为滚动摩擦。 这就是最大静摩擦力大于滑动摩擦力的原因。
5、根据工作和生活的需要，有时需要减少摩擦，有时需要想办法增加摩擦；
6、关于滚动摩擦及常见误区，我会在后续文章中为大家分析。
