本文解释了物理学中动摩擦系数(或动摩擦系数)是什么以及它是如何计算的。此外,您还将找到计算动摩擦系数的具体示例,以更好地理解该概念。
什么是动摩擦系数?
动摩擦系数,或称动态摩擦系数,是表示两个物体在另一个物体上滑动时表面之间摩擦力的系数。
动摩擦系数是无量纲系数,即没有单位。
另外,动摩擦系数一般用符号μd表示。
如何计算动摩擦系数
动摩擦系数等于动摩擦力(或摩擦力)与法向力之比。因此,动摩擦系数是通过动摩擦力除以法向力来计算的。
简而言之,动摩擦系数的计算公式为:
金子:
-
是动摩擦系数,无单位。
-
是摩擦力或动摩擦力,以牛顿表示。
-
是法向力,以牛顿表示。
解决了动摩擦系数的练习
现在我们知道了动摩擦系数的定义及其公式是什么,下面是有关该主题的已解决练习。
- 我们将质量 m=6 kg 的物体放置在倾斜 45° 的平面的顶部。如果物体以4 m/s 2的加速度在斜面上滑动,则斜面表面与物体表面之间的动摩擦系数是多少?数据:g=10m/s 2 。
要解决任何有关动力学的物理问题,我们需要做的第一件事就是绘制自由体图。因此,系统中作用的所有力是:
在轴 1 的方向(平行于斜面),物体有加速度,但在轴 2 的方向(垂直于斜面),物体处于静止状态。根据这些信息,我们提出系统力的方程:
因此,我们可以从第二个方程计算法向力:
另一方面,我们根据第一个方程计算摩擦力(或摩擦力)的值:
一旦我们知道法向力和摩擦力的值,我们就可以使用相应的公式确定动摩擦系数:
动、静摩擦系数
静摩擦系数是指将法向力与运动即将开始时(但身体仍处于静止状态)时的摩擦力联系起来的摩擦系数。
因此,静摩擦系数用于计算静摩擦力,即启动运动时必须克服的摩擦力。
通常,动摩擦系数小于静摩擦系数。因此动摩擦力也小于静摩擦力。
动摩擦系数值
在下表中您可以看到动摩擦系数和静摩擦系数的一些常见值:
接触面 | 静摩擦系数(μ e ) | 动摩擦系数( μd ) |
---|---|---|
钢上铜 | 0.53 | 0.36 |
钢对钢 | 0.74 | 0.57 |
钢上铝 | 0.61 | 0.47 |
水泥上的橡胶 | 1 | 0.8 |
木上木 | 0.25-0.5 | 0.2 |
皮革上的木头 | 0.5 | 0.4 |
聚四氟乙烯或聚四氟乙烯 | 0.04 | 0.04 |
请记住,这些值可能会有所不同,因为它们取决于许多因素,例如表面粗糙度、温度等。