摩擦系数（或摩擦系数）

本文解释了物理学中的摩擦系数（或摩擦系数）是什么。因此，您将了解如何计算摩擦系数、摩擦系数的类型以及逐步解决的练习。

什么是摩擦系数？

摩擦系数，也称为摩擦系数，是表示当一个物体在另一个物体上移动时两个物体表面之间的摩擦力的系数。

因此，摩擦系数用于计算摩擦力（或摩擦力），摩擦力是使一个物体难以在另一个物体上移动的力。所以，摩擦系数越高，摩擦力就越大。

摩擦系数是无量纲系数，也就是说它没有单位。同样，希腊字母μ也常被用作表示摩擦系数的符号。

摩擦系数公式

摩擦系数等于摩擦力（或摩擦力）与法向力之比。因此，摩擦系数是通过摩擦力除以法向力来计算的。

换句话说，摩擦系数的公式如下：

金子：

• 

  是摩擦系数，没有单位。

• 

  是摩擦力，以牛顿表示。

• 

  是法向力，以牛顿表示。

请记住，摩擦系数是一个没有单位的系数，因为它是通过将两个具有相同单位的量相除来计算的。

静摩擦系数和动摩擦系数

摩擦力的大小取决于身体是静止还是运动。例如，您可能尝试拖动一个非常重的物体，一开始很难移动它，但是一旦您设法稍微移动物体，继续拖动物体就会更容易。

事实上，一般来说，物体静止时的摩擦力大于物体运动时的摩擦力。因此，摩擦力有两种类型：

• 静摩擦力：这是物体尚未运动时作用的摩擦力。
• 动态（或动能）摩擦力：这是身体已经开始运动时产生的摩擦力。

因此，摩擦系数也有两种类型：

• 静摩擦系数（μ _E ） ：用于计算静摩擦力。它表示运动尚未开始时，即静止时两个物体表面之间的摩擦力。
• 动摩擦系数（ _μD ） ：用于计算动摩擦力。它表示当一个物体已经在另一个物体上滑动时两个物体表面之间的摩擦力。

此外，摩擦力的值变化如下图所示：

静摩擦力等于试图移动物体所施加的力，但方向相反。其最大值是静摩擦系数与法向力之间的乘积。当施加的力超过该值时，身体开始移动。

因此，当物体已经运动时，无论施加的力的值是多少，动摩擦力都具有恒定值，该值等于动摩擦系数与法向力之间的乘积。另外，该值略低于静摩擦力的最大值。

总之，静摩擦系数大于动摩擦系数。因此，开始移动物体比在运动已经开始时移动它更困难。

摩擦系数值

在下表中您可以看到静摩擦系数和动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
木上的木头	0.25-0.5	0.2
皮革上的木头	0.5	0.4
特氟龙上的特氟龙	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、表面之间的相对速度等。

解决了摩擦系数问题

练习1

我们打算在平面上移动一个质量为 m=12 kg 的块，当施加 35 N 的力时，它就开始移动。地面与木块之间的静摩擦系数是多少？数据：g=10m/s ² 。

首先，我们绘制作用在块上的所有力的图表：

在平衡极限情况下，验证以下两个方程：

因此，摩擦力将等于施加到物体上的水平力：

另一方面，我们可以使用重力公式计算法向力的值：

最后，一旦我们知道了摩擦力和法向力的值，我们就可以应用静摩擦系数的公式来确定其值：

练习2

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，作用在系统上的所有力是：

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：