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力學 標題:摩擦力and接觸面積大小
1:江雪(國中)張貼:2007-05-21 21:05:31:地點 台灣台北
為何接觸面積大小不會影響到摩擦力?
2:黃福坤(研究所)張貼:2007-05-21 21:34:43:地點 台灣台北 [回應上一篇]
會摩擦的兩物體表面仔細放大去看時 都是凹凸不平的面.
一般書上所說的摩擦力和接觸面積無關.並非指的是兩表面的實際接觸面積
而是指接觸面對應的底面積. 兩物體真的底面積全部都相互接觸了嗎?
還是實際接觸的面積小於底面積.

當底面積變小(例如變成一半)
但是負重一樣時 是否該底面積承受的壓力較大?(壓力變兩倍)
此時雖然底面積較小 但是兩面之間更緊密接觸
單位面積內的接觸面積 也就約略增加了兩倍.
 結果底面積內 實際接觸面積並沒有改變多少!

所以摩擦力其實和實際接觸面積會有關,但是和外觀看到的接觸面底面積無關!



3:神之騎王榮譽點數2點(國中)張貼:2007-07-03 23:23:34: [回應上一篇]
簡單的說就是底面積和正向力互相抵消了囉??
_________________
有人說:
物理=霧裡=勿理
你 認 為 呢 ?
...............物理因辯而愈明,因不辯而晦。
4:亞伯特。愛因斯坦榮譽點數2點(國中)張貼:2007-08-25 00:57:26:地點 台灣台北 [回應第2篇]

Quote:
在 2007-05-21 21:34:43, 黃福坤 寫了: 會摩擦的兩物體表面仔細放大去看時 都是凹凸不平的面.
一般書上所說的摩擦力和接觸面積無關.並非指的是兩表面的實際接觸面積
而是指接觸面對應的底面積. 兩物體真的底面積全部都相互接觸了嗎?
還是實際接觸的面積小於底面積.

當底面積變小(例如變成一半)
但是負重一樣時 是否該底面積承受的壓力較大?(壓力變兩倍)
此時雖然底面積較小 但是兩面之間更緊密接觸
單位面積內的接觸面積 也就約略增加了兩倍.
 結果底面積內 實際接觸面積並沒有改變多少!

所以摩擦力其實和實際接觸面積會有關,但是和外觀看到的接觸面底面積無關!


所以實際上引響摩擦力的主要原因是單位面積內的接觸面積,而不是壓力

壓力只是剛好連帶的引響


5:hizzz7 (高中職)張貼:2007-12-20 01:27:02:地點 台灣台北 [回應第2篇]

請問教授,那為何以滾動代替滑動,摩擦力會變小呢?

同質量、材質的木板與木球,

質量相同,正向力自然也相同,

接觸面積又不影響,那為何摩擦力變小了?

還是我一開始的結論其實就是錯的?

煩請指點迷津!


6:黃福坤(研究所)張貼:2007-12-21 15:58:49:地點 台灣台北 [回應上一篇]
請參考 純滾動與圓周運動 注意與地面接觸點 速度如何變化?

靜摩擦力 本來就是可以改變的 ,只有最大靜摩擦是物體和另一摩擦物介面之間的關係

滾動時 有時候摩擦力不需要到最大靜摩擦就可以持續滾動
尤其理想的剛體 根本接觸點僅一個點 (實際物體則非如此)


7:hizzz7 (高中職)張貼:2007-12-28 01:31:15:地點 台灣台北 [回應上一篇]

恕學生駑鈍,想了很久,也問了學校老師卻仍未能參透。

故提出問題五點:

1. 剛體為何接觸點只會有一個點?

2. 接觸點僅一個點,負重不變,相對的壓力就變大,這樣實際接觸面積不是也應該要相等嗎?如此一來摩擦力不是應該不會改變?

3. 物體要移動施力不是都要超過最大靜摩擦力才行嗎?為何教授您說不一定需要呢?還是我誤會您的意思了?

4. 滾動和滑動開始移動後,動摩擦力也是滾動較滑動小嗎?

5. 「純滾動與圓周運動」的動畫,沒有看很懂,是指滾動時同一點離地面越近時,對地面的速度越小嗎?點接觸到地面時速度為0,點離地面剛好為球的直徑時速度最大。這跟摩擦力有什麼關係呢?

抱歉,我實在是問題很多。

若有敘述不清之處,請見諒。

謝謝。


8:黃福坤(研究所)張貼:2007-12-28 17:33:02:地點 台灣台北 [回應上一篇]
1. 實際物體表面都會有微小的凹凸狀況
平面也非平面 球面也非球面
只是當其影響 相對整體而言很小時 我們可以忽略
又實際物體也會形變等 若其影響也很小時
定義 所謂剛體 如球體是理想的球 水平面是理想的平面
你說球體與水平面接觸是否為一點呢?
2. 若真的僅有一點 哪來壓力的定義 (壓力是需要一個面)
3.  我談的是 滾動 而非移動 移動時確實需要超過最大靜摩擦
你如果將來有機會計算從斜面上滾下的球體 你會發現若球體純滾動
則要求摩擦力和角度間有一定關係 也就是斜面摩擦係數不可太小
但是只要超過(摩擦係數夠大) 球就可以純滾動
又 球在水平面上等速度 純滾動時 其實不需要有水平加速度
一般汽車再開車時 也通常摩擦力並非最大靜摩擦
4. 如3中有時候不需要摩擦也可以觀察到純滾動 因此...
5. 純滾動 球與地面接觸點 是瞬間水平方向相對速度為零


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