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标题:摩擦力大小与接触面积真的无关吗？ [打印本页]

作者:Y-U-C 时间:2010-7-14 23:22
标题:摩擦力大小与接触面积真的无关吗？
据我理论知识所分析，摩擦力大小只跟正压力大小和摩擦因数有关，和接触面积大小是无关的。可是今天车间的一个工人师傅跟我理论，说摩擦力和受力面积是有关的，而且是面积越大，摩擦力也越大。他给我举了一个现有的例子，这个师傅是个铲刮工，相信搞机械的师傅都知道铲刮是干什么的，说白了就是改善零件表面平整度，增加接触面积！这个师傅说：同一个零件在相同的平板上来回推动，为什么通过铲刮后（增加了接触面积）在平板上来回推动会更加费力呢？这不明摆着与接触面积有关吗？

我明明知道这个结论是错误的，但又无法将这个师傅的结论推翻。。。又无法论证摩擦力大小与摩擦力大小无关。。这个问题好像是高中时学习的知识！在下才疏学浅~~恳请必威体育网址工程师开导。。。

作者:江南飘雪 时间:2010-7-15 00:23
看来我发表第一个见解：
这个刮铲过程中的推动，应该还涂抹了一些物质，然后，刮的越平，上面的物体跟下面的物体接触面积越大，
中间涂的物质就相当于接触面之间的填充物，把空气都赶出去了，外界气压力就会越大，比如说两个绝对平的物体接触，就可以克服重力不掉下来（我亲眼见过，两个高精度量块接触之后，拿住上面那块，下面的那块不会掉下来）。

所以说，实际问题不是简单的一个理论就能解释的。还有摩擦力跟摩擦系数有关，但是摩擦系数是变化的，正如粗糙度不一样的话，摩擦力肯定不一样。

（请楼下的高手使劲拍砖）

作者:落叶随风long 时间:2010-7-15 08:10
同意楼上观点，不同物体摩擦系数是不一样的

作者:m_fabricate 时间:2010-7-15 08:10
楼上说的很有道理学习了

作者:wkntnn 时间:2010-7-15 08:51
摩擦面积大的，会使摩擦系数也大，实际的平面并不是理想的平面

作者:rshg 时间:2010-7-15 09:25
to江南飘雪：好象是接触面积增加了，大气压同一个地方是不变的吧。
摩擦系数有分静摩擦系数和动摩擦系数的，接触面积改变了摩擦力也会变化。对公式进行数学分析不就清楚了。

作者:扫街 时间:2010-7-15 09:55
咳咳，这个问题可以从分子力学的角度来分析，铲平后，两物体间实际接触距离小了，这时分子（原子）的引力起作用了。
实际上现代摩擦学就是以原子引力为基础的。
看来我有很有当专家的潜力哦

，加强锻炼，争取以后加入到晕钱的砖家队伍中去

作者:冷水黄金 时间:2010-7-15 10:14
不能把摩擦力与其它力混淆了。

现实中很多人认为增加接触面积能增加摩擦力，实际中检测也如此，但他没搞清楚真正的原因。

比如孔轴配合，有人建议将面接触改为线接触，这样就减小摩擦力。
我认为实际情况是接触面增加了，容易“别”起，那样将产生很大正压力，所以摩擦力增加了。

还有很多其它情况，需要仔细分析，古典物理对我们普通人来说，应该都是适用的，可以认为它没有错误。

作者:江南飘雪 时间:2010-7-15 12:25
回复6#rshg

大气压是不变，但是承受大气压的面积增加了，接触面积增大，同样承受大气压的面积也增大，其余没接触部分的大气压力是被平衡了，所以没有体现到压力上去。

作者:寂静天花板 时间:2010-7-15 14:33
查查现代摩擦学吧，可以解答工人的问题。
只不过，比古典摩擦理论难懂多了

作者:fsq361 时间:2010-7-15 15:17
楼上说的很有道理学习了

作者:393007574 时间:2010-7-15 15:34
有关的以前的理论是无关的但是现在的理论是有关的

作者:djiazi 时间:2010-7-15 15:48
摩擦力跟接触面的大小无关，只于正压力的大小和接触面的摩擦因数有关，刮研改变了接触面的摩擦因数。

作者:jqiao 时间:2010-7-15 21:56
高中的摩擦知识只是基本的经过简化的，实际过程分析应该是要看摩擦学类的书籍

作者:kingsky120 时间:2010-7-16 15:50
看似简单的问题，认真研究下还真的蛮多问题的、、、、

作者:前景钱 时间:2010-7-16 22:10
路过的，顶一下，得积分了。

作者:李赣 时间:2010-7-18 21:54
我们以前也讨论过这个问题呢，呵呵。

作者:rusher1221 时间:2010-7-18 22:00
这就是中国搞机械的人的素质啊？
摩擦力大小和接触面积有关？当真是放下锄头搞起机械的人才。

作者:Z358781828 时间:2010-7-18 22:16
我认为应该是一样的，但如果从微观上讲不就难说了，就比如一根钢针在钢板上滑动，和两块钢板相互滑动，当压力相等时能说摩擦力一样吗？

作者:署妮 时间:2010-7-19 00:04
先看下摩擦力和摩擦系数的概念吧，以下三条来自百度百科：
一、摩擦力的定义和解释：
　　两个互相作用的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，沿接触面切线方向有阻碍相对滑动的作用，这种现象称为摩擦；这种阻碍相对运动的作用力称为摩擦力。摩擦力是电磁力的一种表现形式。
产生机理：
　　1。相互作用产生形变；
　　2。物体微观凸凹表面产生相互机械啮合；
　　3。产生分子粘结现象。　
　抵抗啮合部分的相互犁削及粘结结点的剪切作用即称作摩擦力，它是电磁力作用。
二、摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。
三、滑动摩擦定律
　　定义：一个物体在另一个物体表面上滑动所受的阻碍物体间相对运动的力叫滑动摩擦
　　临界摩擦力的大小F与接触面的正压力（即法向反力N）成正比： F=μ·N　　　
μ是滑动摩擦系数，与材料材质、粗糙程度、刚度等因素有关，与物体的表面接触面积无关.
　　1。材质不同，摩擦因数也不同；　
　 2。材料越粗糙，刚度越小，摩擦因数越大。
总结：以上三条在理论上充分证明摩擦力大小与物体的表面接触面积无关。
再看下楼主提供的例子；
先说刮研：人工刮研是平面修整加工的方法之一。其目的是为了降低表面粗糙度值，提高接触精度和几何精度，从而提高机床的配合刚度、润滑性能、机械效益和使用寿命，也是仅用平面磨床和导轨磨床加工难以达到的，高档机床设备和铸铁平板所必需的加工工艺。所谓“刮研”，是刮削和研磨两个工序的结合。即平面刮削——研磨显示，再平面刮削——再研磨显示，如此往复，交替循环，不断运作。使铸铁平板的表面粗糙度值和形位误差逐步降低；接触精度、几何精度在运作中逐步提高，直到达到规定要求为止。
在楼主的例子中有这样一句话“为什么通过铲刮后（增加了接触面积）在平板上来回推动会更加费力呢？”楼主认为刮研后增加了接触面积，这里就存在了一个误区，楼主说的接触面积是微观上的，而我们平常说的摩擦力和物体表面的接触面积无关，这里的接触面积是宏观的接触面积，所以在楼主的这个例子中接触面积并没有增加，接触面积还是你的零件的底面，并没有增加！！在这里大家把微观的接触面积当做宏观的接触面积，从而得出了“摩擦力和受力面积是有关的"结论。
而同一个零件在相同的平板上来回推动，铲刮后在平板上来回推动会更加费力的原因还有待大家讨论，虽然两个非常平的物体接触可以克服重力不掉下来，但是施加水平力去推的话，能不能推动我就不知道了，因为没有试过，但我目前认为是很容易推动的，因为摩擦力很小。

作者:shilibao 时间:2010-7-19 15:27
分清楚，动摩擦力和静摩擦力的区别，你就能明白了。

作者:ljs998 时间:2010-7-19 15:36
回复20#署妮

铲刮后来回推动会更加费力，我觉得和研磨材料有关。因为铲刮后平面粗糙度变小，平面更平整，和研磨材料接触的更多，这相当于改变了摩擦系数，两块金属之间的摩擦力和一块金属与研磨材料之间的摩擦力的大小当然不一样。

作者:搬大象的小蚂蚁 时间:2010-7-19 15:42
F=UN,刮研相当于N不变面积大了U相应的增大了所以力大了

假设物体的正上方有一恒定的压强 N=PA 面积越大 N越大 U不变力也变大了

作者:zwg880202 时间:2010-7-20 09:37
开始时只用考虑摩擦力。刮研后越来越光滑，摩擦系数变小，压力可以看做不变（大气压力相对于铁板的重力来说，很小了），所以摩擦力变小。但越来越光滑时，铁板间的空气挤出，从而产生原子力。当足够光滑时，摩擦力就可以不记了，只有原子力了，把两块板粘合在一起。

作者:署妮 时间:2010-7-20 20:57
回复24#zwg880202

强烈支持果子的答案，铲刮后期产生的阻力不是来自摩擦力，而是来是分子力；摩擦力大小和接触面积真的没有关系，楼主在分析时把所有阻力都当做是摩擦力，忽略了分子力，而从产生了误区。

作者:zyd60 时间:2010-7-20 21:09
表面粗超度小到一定程度摩擦系数很小摩擦力很小了，但是分子间的亲和力显现出来了，结合面就吸合在一起了。为了克服这种亲和力，通常在结合面开一些槽的。

作者:nijunhai 时间:2011-2-28 20:56
这个问题真是众说纷纭呀。今天遇到个夹紧的问题，个人觉得夹紧的面积越大，夹的就越牢固。不过这与高中物理的摩擦力公式又是矛盾的，不知何解？请大虾们继续拍砖讨论，帮忙解惑。

作者:verysedate 时间:2011-2-28 22:21
有心人可以好好研究一下，也许又有一个新理论！

作者:584736245 时间:2011-3-15 20:41
沾到一起小力能推动，我试了，但直接扯不开

作者:mo502 时间:2011-3-15 22:51
路过学习了

作者:yf_fly 时间:2011-3-16 20:49
我觉得有关，我以前设计阀门时，要算轴的摩擦转矩，阀门设计手册给的公式就和面积有关。

作者:wjchsks 时间:2011-3-16 21:11
古典摩擦定律与现代摩擦定律,建议你查机械设计手册2本,能解释你的问题

作者:shengming1008 时间:2011-5-10 11:19
从公式上来说，好像是没关系，
但从现实生活上来看又的确有关系。

作者:alande 时间:2011-5-10 18:07
又学习了点

作者:wfsoochow 时间:2011-5-11 10:15
本人认为摩擦力与面积无关，与摩擦系数有关，而增加接触面积会改变摩擦系数，还有其他的动摩擦和静摩擦的区别，建议去学学现代摩擦学，具体问题还要具体分析

作者:剑来客 时间:2011-5-11 11:39
回复nijunhai的帖子

夹得紧是因为摩擦力的作用，夹得越紧正压力就越大，至于受力面积那就看能不能使更加物体稳定

作者:剑来客 时间:2011-5-11 11:41
这些跟跟我们看到的不一样，我们看到的只是些宏观上的，其实那个是个微光上的问题，越磨物体表面接触的越多，

作者:帅杜 时间:2011-5-11 15:17
还有一个现象，都说汽车轮胎越宽，与地面接触面积越大，抓地力越好，也就是与地面摩擦力越大，也就越费油，请大家讨论

作者:专搞机械设计 时间:2011-5-12 22:40
我认为什么原子力和分子力是不可靠的说法。其实是光洁度越好，摩擦因数自然越小。

作者:qiaojieyun 时间:2011-5-27 21:21
应该是太平了相互吸附导致推动起来变沉了

作者:cleverchild 时间:2011-5-28 09:19
呵呵，这个讨论有意思。主要问题在接触面的平整程度上。

一群原子跨过崇山峻岭，比跨过辽阔平原的时候要费力不少。

作者:yong5820 时间:2011-5-28 09:36
楼上说的很有道理学习了!!!!!!!!!!!!!!!!!

作者:摇滚设计 时间:2011-5-28 12:17
铲刮改变了摩擦因素嘛.

作者:一两酒 时间:2011-5-28 14:10
读读现代摩擦理论吧！
摩擦那有那么好弄得。
物体表面光洁度和摩擦力的关系很复杂。
最先进的滑雪板，表面不是越光越好。
有时正压力增加，摩擦力还减小呢！
摩擦和振动，弄通其中很小的一小块，够你一辈子衣食无忧了。

作者:408465954 时间:2011-5-28 14:36
关键还是摩擦系数出现了变化，本来坚硬且光滑的表面通过刮平后可能有填充材料似的有很多地方出现硬度以及粗糙度的变化摩擦系数则跟着变化在正压力同样的情况下摩擦力就会变化了

作者:z654840923 时间:2011-5-28 15:43
咳咳....真的学习了！！！！

作者:ghostdeath 时间:2011-6-6 23:02
不懂，完全看不懂。。。。

作者:fewofj 时间:2011-6-7 12:32
实际问题，实际分析。

作者:。。折线。。。 时间:2011-6-7 12:52
进来看看，学习学习。。。

作者:yuexy 时间:2011-6-7 13:09
应该没关系，摩擦力=压力*摩擦系数

作者:￡BY～SELF★ 时间:2012-4-16 20:04
用我们所学的知识，是这样的，但我举个例子，给大家看看，看是否有关系，
在一静止的皮带上，放两个材料相同，质量也相同的物体，一个是点接触，一个是面接触，当皮带速度从静止渐渐变大时，你们觉得会是啥情况呢？

作者:sheppard2011 时间:2012-4-16 21:30

署妮发表于 2010-7-19 00:04
先看下摩擦力和摩擦系数的概念吧，以下三条来自百度百科：
一、摩擦力的定义和解释：
　　两个互相作 ...

支持，解释详尽，清晰！！！！

作者:双人泪ぞ寺上 时间:2012-12-11 10:43
可能是靠紧后，里面的空气密度还有表面的属性都发生变化，但最终还是改变摩擦因素吧，和面积没有关系

作者:gt2011 时间:2012-12-11 11:49
1、摩擦力的本质都还存在争论，有摩擦粘附论、凹凸啮合说等，所以到底跟接触面是何种关系还没准确定论。
2、刮铲的话，由于会去除零件表面的物质，不但有摩擦力，还有去除物质的切削力，微观上说应该是分子结合力。

作者:zs2122082 时间:2012-12-11 12:20
又见神回复了，涨知识了

作者:earthling1983 时间:2013-12-5 11:50
多谢分享！

作者:2011会消失 时间:2013-12-25 16:16
楼主，看了你的帖子我特地注册这个网站。摩擦力的影响因素：摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，与其他因素无关。至于楼主说的那种情况，也困惑了我很多年，现在认为你说的铲刮应该是提高了物体表面的粗度，原本物体表面接触的地方可能只是最高的几处，此时摩擦力应该是克服这几处凸凹不平地方的阻力。铲刮后表面变的相对光滑，原本几处最高的地方被磨平，更多的小一点的凸凹加入到接触，就增加了摩擦力，实际还是物体表面的粗糙度增大了，摩擦系数也就大了。上面所说的只是一般的，平时生活中的摩擦好比玻璃。如果涉及到分子胶合力，那就是和接触面积大小有关了。

作者:pzfs1016 时间:2013-12-25 17:57
必威APP精装版下载牛人多，讨论的很热烈啊

作者:黄昏2002 时间:2013-12-25 22:09
宏观上看摩擦力的大小与接触面积无关，与物体的表面状况有关，但是也有它的局限性，就像楼主提到的为什么表面越光滑摩擦力反而增加。
微观上看摩擦力的大小为F=TA，其中T为软材料剪切应力，A为接触面积

作者:心似蓝天 时间:2014-1-2 07:09
楼主没学懂，摩擦系数和接触面积大小有关，

作者:biji 时间:2014-1-2 11:39
接触面积变了接触面经过加工摩擦系数也就变了影响摩擦系数的因素很多

作者:轩辕相濡 时间:2014-1-14 20:59
摩擦因数变了

作者:我是机械爱好者 时间:2014-1-15 10:03
楼主说的这位师傅说的不准确，机床刮研接触面有要求每英寸大于25个点接触。宏观是平的，微观是不能平的。两块平板玻璃贴在一起你推得动吗。两块玻璃之间没有空气。大气压着摩擦系数巨大。

作者:轩辕相濡 时间:2014-2-21 18:57

wkntnn 发表于 2010-7-15 08:51
摩擦面积大的，会使摩擦系数也大，实际的平面并不是理想的平面

大哥扯淡呢吧

作者:猎豹2014 时间:2014-2-22 18:22
绝对有关。
知道量子物理已经推翻了宏观物理学的很多观点。下面是我百度找到的资料。我觉得可以解释这个问题。
首先要弄明白摩擦力产生的原因，你就会明白这个问题了。
实际上,关于摩擦力的本质,目前尚未有定论,仍在深入探讨之中
摩擦力的本质：
1．凹凸啮合说．是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的．两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合．如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相碰撞，产生断裂、摩损，就形成了对运动的阻碍．
? 2．粘附说．这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论．最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出，他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦会增大，可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释．

上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论．

新的摩擦粘附论认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙．这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力．如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合．这时要使两个彼比接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦．在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。

综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力说到底也是由于电磁相互作用引起的。

上述理论，已经否定了“物体表面越光滑，摩擦力越小”的说法。在非常平滑的物体表面之间，摩擦力是存在的。老师在教学中经常使用“表面光滑”，其含义是指无摩擦或摩擦因数等于零的表面，即没有摩擦力。这是教学中的一种约定，而并非真的是说两个表面光滑。在平玻璃板上推木块很容易，而在平玻璃板上推与木块相同质量的玻璃时就不容易了，这说明摩擦力增大了。

按照这个解释，面积越大，必然分子间的力越多。那么摩擦力必然增大。

作者:nobodyts 时间:2014-8-26 19:47
摩擦定律分为三大类：
其一：滑动摩擦定律；
滑动摩擦定律又分为：古典定律和摩擦二项式定律.
古典摩擦定律就是我们熟知的 F=u*N
摩擦二项式定律: 摩擦力=切向力+犁出沟纹的力。切向力是固体表面接触后会产生一些粘结点，剪切开这些粘结点所需要的力。刮研越平接触面积越大，粘结点越多，力越大。犁出沟纹的力可以想象成刀子在桌面上切，就这种意思。
其二：滚动摩擦定律；
其三：流体摩擦定律。

太难打字了，不知道对不对，求批评。

作者:kunge660 时间:2015-7-8 16:53

作者:z424385518 时间:2021-10-23 08:19
这个帖子太好了，强烈点赞

作者:受不了了 时间:2021-10-23 11:11
这么严谨的事情，讨论起来就像是讨论中药的药引子有没有作用一样

作者:swh481320 时间:2021-10-24 10:00

猎豹2014 发表于 2014-2-22 18:22
绝对有关。
知道量子物理已经推翻了宏观物理学的很多观点。下面是我百度找到的资料。我觉得可以解释这个问 ...

长见识了。

作者:木木院长 时间:2021-10-25 09:18
学习受教了

作者:isee666 时间:2021-11-3 00:34

2011会消失发表于 2013-12-25 16:16
**** 作者被禁止或删除内容自动屏蔽 ****

确实，F=μN的公式有局限性。摩擦系数就是一个很复杂的问题，之前提出的表面越光滑，摩擦系数越小的也不完全正确。机械导轨要刻出凹槽，一来是要减小分子间粘连力，而是可以藏润滑油。还有不粘锅有做出有规律的纹路，也说明了不是越光滑越好。

作者:isee666 时间:2021-11-3 00:37

落叶随风long 发表于 2010-7-15 08:10
同意楼上观点，不同物体摩擦系数是不一样的

作者:isee666 时间:2021-11-3 00:46

冷水黄金发表于 2010-7-15 10:14
不能把摩擦力与其它力混淆了。

现实中很多人认为增加接触面积能增加摩擦力，实际中检测也如此，但他没搞 ...

举一个简单的例子:同一块重物，下面垫着两块板(由一块平整的板交错切割而成），两块交错，面积1:2。现在同时有两个不同方向的力，水平方向拉底下两块板，重物会往哪边偏移？

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