WFU

2019年5月22日 星期三

什麼,褲子破了!



哇!我的褲子破了~


「喂!小恩,你怎麼了?怎麼把雙手放在後面,走路樣子這麼奇怪?」小芸說。「沒有啦!沒事啦!你去忙你的別理我。」小恩表情怪異,急促的回答。

小芸跑到小恩的背後,拉著小恩的手。

「你…你…你幹什麼!別亂來。走開!」小恩,從急促的回答,音調開始拉高起來。

經過一陣拉扯。

「哈哈!你…」小芸說。
「我怎麼樣?」小恩用話頂了回去。
「哈哈哈!你的褲子破了,我去告訴大家。小恩褲子破了,小恩褲子破了。」小芸幸災樂禍。

「別說啦!不然我也要爆你的料。」小恩回擊。
「好啦,我不說就是了。但是,你要告訴我,到底褲子是怎麼破的啊?」小芸好奇的問。

「喔~還不是操場上的溜滑梯,我在下課,和小喬多溜了幾次,本來感覺屁股溫溫的,沒太在意。那知道,溜最後一次速度快的。突然,屁股一陣火燙,我轉頭看了看,我的褲子…我的褲子就…破了。」小恩雙手一攤,一臉無奈。

「哦,原來如此,是摩擦力弄的啊!」小芸說。
「魔擦力?是什麼啊?是一種神祕魔法嗎?還是一種新的橡皮擦?」小恩滿臉黑人問號。

「你阿呆哦!不是橡皮擦,是『摩擦力啦!』更不是有什麼神祕魔法。現在就讓我來告訴你,什麼是摩擦力吧!」

摩擦力(friction)


指兩個表面接觸的東西,互相滑動的時候,讓它們不會移動的力。

早在西元1508年,科學家達文西(Leonardo da Vinci,1452~1519)就對摩擦力進行了一系列的研究,關於二個接觸面之間的摩擦力,他提出二個規則,(1)摩擦力與其負載成正比(2) 摩擦力與接觸面積大小無關。




法國物理學家阿蒙頓(Amontons,1663~1705)重新研究摩擦力,加入第三條:(3)摩擦力與二個物體表面的相對速度無關



瑞士數學家歐拉(1707~1783)用數學式把阿蒙頓實驗的主要結果寫下來:
F = f N,其中F是摩擦力,f 是摩擦係數, N是正向力。





統整以上三個科學家的研究,兩物體間的摩擦力有以下法則:
  • 最大靜摩擦力與動摩擦力,和物體間的正向力成正比。
  • 物體間的摩擦力和物體間接觸的面積無關。
  • 動摩擦力和物體運動的速度無關。
之後,由法國工程師、物理學家庫倫(Charles-Augustin de Coulomb)將動摩擦和靜摩擦統稱為庫倫摩擦,總結提出庫侖摩擦定律。




摩擦力的方程式如下:

Fs≤μsN

其中Fs 為靜摩擦力,μs 為摩擦力係數,N 為物體間接觸的正向力。
這是一個由經驗得到的公式,其中靜摩擦力的最大值為μsN
,即所謂的最大靜摩擦力。若物體間產生相對運動,則動摩擦力可表示為μkN,其中μk 為動摩擦係數。

由這樣的方程式可以發現正向力和動摩擦力成正比,而且與物體間接觸面積無關。

結論是…


1.在相同重量下,接觸面的材質越粗糙,摩擦力越大。
2.在相同平面上,相同底部材質,滑動時,物體越重,摩擦力越大。