为什么摩擦力的大小和接触面积无关

Question

如题所述

Answer 1

初中物理教材都指出，滑动摩擦力大小只跟物体间的压力大小和接触面的粗糙程度有关，跟物体间的接触面积无关。其实，一般情况下，当两物体相接触挤压时，两者实际接触部分，远小于两者的表观接触面积（亦即我们平时说的接触面积）。研究结果表明：两者实际接触部分的面积越大，其摩擦力也越大。而两者的实际接触面积只跟正压力的大小、材料的性质和表面的粗糙程度有关，跟它们的表观接触面积无关。在物体的材料性质和表面粗糙程度不变的情况下，正压力越大，实际接触面积也越大，摩擦力也越大；正压力相同时，改变物体间的表面接触面积，例如，将平面上的长方体从竖放改变成平放，并不改变实际接触面积，摩擦力保持不变。因此，一般情况下，摩擦力跟物体的表面接触面积无关。

Answer 2

摩擦力可理解为两物体接触面凹凸不行相互咬合,阻碍相对运动或趋势的相互作用,我们把每个物体的接触面理想化成规则的凹凸齿状,单位面积含有n个数量的凹凸齿.
这样理想化之后,令n不变,这样也就达到了粗糙程度不变,两物体之间压力为F不变,接触面积为S.那么：
摩擦力f=每个咬合齿的阻碍作用(f1) × 接触面中咬合齿数量(nS)；
f=f1×nS
而每个咬合齿的阻碍作用与单个咬合齿的压力成正比,单个咬合齿的压力为F/nS,
f1=kF/nS （k为比例常数）；
f=f1×nS=(kF/nS)×nS=kF
可以看到 f=kF ,接触面积S这个因素被消除掉了 ,f只有压力,k有关,这个k就是摩擦因素.
上面推导不知能否看懂,下面是通俗一点的：
假设接触面间现在有100个凹凸齿相互咬合,那么每个咬合的凹凸齿压力是F/100,当你增大接触面积,比如增大到原来的2倍,接触面间相互咬合凹凸齿也相应增加到200个,这样每个咬合的凹凸齿压力是F/200,每个凹凸齿的阻碍作用就变为原来的一半,咬合凹凸齿的总的作用效果没变【数量增加一倍,每个效果减半了】,摩擦力就不变.

Answer 3

因为我们高中学习的力学模型都是平面的，实际上摩擦力的大小和接触面积有关。

Answer 4

有关。假如你拖一张被子，肯定是叠起来方便。事实证明摩擦力与接触面有关。

Answer 5

事实上是有关的，但肉眼是无法观察到，由于压力越大，接触面积越大，最终就把它规划到了无关中。