动摩擦系数

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:

\mu_d=\cfrac{F_R}{N}

金子:

  • \mu_d

    是动摩擦系数,无单位。

  • F_R

    是摩擦力或动摩擦力,以牛顿表示。

  • N

    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
摩擦系数或动摩擦问题

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:

解决了摩擦系数或动摩擦的练习

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:

P_1-F_R=m\cdot a

P_2-N=0

因此,我们可以从第二个方程计算法向力:

\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}

另一方面,我们根据第一个方程计算摩擦力(或摩擦力)的值:

\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}

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:

\mu_d=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{18.43}{43.43}=\bm{0.42}

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。

\mu_d<\mu_e

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。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

滚动到顶部