兩相接觸物體相對移動摩擦表面粗糙度測量儀
摩擦
摩擦是日常生活中較普遍的現象。任何運動和位移都將伴隨著
摩擦。雖然“摩擦”這個術語已眾所周知,但由于摩擦現象是非常
復雜的,很少有人能了解它的真正含義。
較初,內摩擦被認為會阻礙一個物體自身的相對位移,以此區
分于物體外摩擦或后面要介紹的摩擦。摩擦可認為是實際接觸區域
在正壓力和接觸界面的剪切作用生成。環境是影響這個過程的另一
個重要因素。其結果產生了各種表面效應和多種摩擦機理。
兩個相接觸的物體相對移動時產生了滑動摩擦。接觸區域內的
表面速度隨著運動幅度和方向的改變而改變。發生在薄表面層內的
摩擦過程對表面速度起著決定性作用。存在著兩種主要的互相獨立
的摩擦機理:粘結和變形。雖然這些機理的不相關性是公認的,但
兩種摩擦模型均基于上述基本概念。
摩擦定律
當兩個物體相接觸時,為了使它們之間產生相對位移,必須有
切向力的作用。當切向力從零增加至一有限值時,接觸區域內將產
生微位移艿,但此時接觸的兩物體作為一個整體保持不動,直到切
向力達到被稱為靜摩擦力F。的極限值。所施加的切向力的中間值F
m定義為局部靜摩擦力。
顯然,存在著一種力以阻止打破兩接觸物體的靜止狀態和早期
運動狀態。這個力值是一個非零的有限值。這個主要事實是摩擦的
基本定理,可以表示為當兩個固體形成接觸時存在靜摩擦力。
為了保留此定理在摩擦學文獻中的編號,將其命名為零號定理
。盡管此定理的表述非常簡單,但它非常重要。靜摩擦是區分外摩
擦和由無窮小切向位移產生的內摩擦的主要特征。而且,沒有靜摩
擦,這個世界將是神秘怪異的:人們雖然穿著合腳的鞋卻無法行走
;放在桌子上的書將慢慢滑落,就像它沿著斜坡下滑。車輛的輪胎
將打滑。