牛顿内摩擦力定律(也称为库仑摩擦定律)描述了两个物体之间的滑动摩擦力与它们之间的接触力之间的关系。这个定律可以用以下公式表示:
F_friction = μ * N
其中:
- F_friction 是滑动摩擦力(牛顿,N)。
- μ 是摩擦系数,表示了两个表面之间的摩擦性质。它可以分为两种类型:
- 静摩擦系数(μ_s):当物体尚未开始滑动时的摩擦系数。
- 动摩擦系数(μ_k):物体已经在滑动时的摩擦系数。
- N 是垂直于接触表面的法向力,通常等于物体的重力。
要推导这个公式,可以考虑牛顿的第二定律和平衡条件。在平衡条件下,摩擦力和施加在物体上的外力之间存在平衡。当物体尚未开始滑动时,静摩擦力等于外力,即:
F_friction (静) = F_applied
一旦物体开始滑动,静摩擦力不再能够保持平衡,动摩擦力取代了它。动摩擦力的大小由以下关系给出:
F_friction (动) = μ_k * N
这就是牛顿内摩擦力定律的推导。要注意,静摩擦力和动摩擦力之间的关系取决于物体的性质以及表面之间的接触条件,因此摩擦系数 μ_s 和 μ_k 可能不同。
滑动摩擦力的大小计算公式为f =μN ,式中的μ叫动摩擦因数,也叫滑动摩擦系数,它只跟材料、接触面粗糙程度有关,注意跟接触面积无关;N为正压力