静摩擦系数(或静摩擦系数)

本文解释了物理学中的静摩擦系数(或静摩擦系数)是什么以及它是如何计算的。因此,您将找到静摩擦系数计算的具体示例,以及与动摩擦系数的区别。

什么是静摩擦系数?

静摩擦系数,也称为静摩擦系数,是将静摩擦力与法向力联系起来的系数。

简而言之,静摩擦系数是一个系数,表示当一个物体打算开始在另一个物体上滑动(但仍处于静止状态)时,两个物体表面之间的摩擦力。

静摩擦系数是无量纲的,因此没有单位。

同样,静摩擦系数通常用符号μ e表示。

如何计算静摩擦系数

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

简而言之,静摩擦系数的公式为:

\mu_e=\cfrac{F_R}{N}

金子:

  • \mu_e

    是静摩擦系数,没有单位。

  • F_R

    是摩擦力或静摩擦力,以牛顿表示。

  • N

    是法向力,以牛顿表示。

另一方面,当被移动体位于倾斜平面上时,摩擦力和法向力等价于以下表达式:

F_R=m\cdot g\cdot \text{sin}(\alpha)

N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha)

因此,如果我们将这些表达式代入公式,我们可以得到一个将静摩擦系数与平面倾角联系起来的方程:

\mu_e=\cfrac{F_R}{N}

\mu_e=\cfrac{m\cdot g\cdot \text{sin}(\alpha)}{m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha)}

\mu_e=\cfrac{\text{sin}(\alpha)}{\text{cos}(\alpha)}

\mu_e=\text{tg}(\alpha)

简而言之,斜面上的静摩擦系数的公式如下:

\mu_e=\text{tg}(\alpha)

解决了静摩擦系数的练习

一旦我们了解了静摩擦系数(或静摩擦系数)的定义和公式,我们将看到一个已解决的练习,以更好地理解这个概念。

  • 目标是在平坦的表面上移动质量为 m=12 kg 的块,为此,施加水平力 F=35 N,但它无法移动。地面与木块之间的静摩擦系数是多少?数据:g=9.81 m/ s2
解决静摩擦系数问题

首先,我们绘制作用在块上的所有力的图表:

解决了静摩擦系数或静摩擦系数的练习

由于身体保持平衡,以下两个方程成立:

N=P

F_R=F

因此,摩擦力将等于施加到物体上的水平力:

F_R=F=35\N

另一方面,我们可以使用重力公式计算法向力的值:

\begin{array}{l}N=P\\[3ex] N=m\cdot g\\[3ex] N=12\cdot 9,81 \\[3ex] N=117,72 \ N \end{array }

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:

\mu_e=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{35}{117.72}=0.30

静摩擦系数和动摩擦系数

在本节中,我们将看到静摩擦系数和动摩擦系数之间的差异,因为根据情况必须使用其中之一。

静摩擦系数和动摩擦系数之间的区别在于,静摩擦系数用于物体静止时,而动摩擦系数用于物体运动时。

因此,根据摩擦力作用的物体是静止的还是在表面上滑动,需要分别使用静摩擦系数或动摩擦系数来计算摩擦力。

一般来说,静摩擦系数大于动摩擦系数。

要了解有关此类摩擦系数的更多信息,请单击以下链接:

参见:动摩擦系数

静摩擦系数值

最后,我们给您留下下表,您可以在其中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
木上木 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、温度等。

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