摩擦系數(shù)

　　摩擦系數(shù)是指兩表面間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關，而和接觸面積的大小無關。依運動的性質(zhì)，它可分為動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。
　　摩擦系數(shù)
　　如果兩表面互為靜止，那兩表面間的接觸地方會形成一個強結(jié)合力－靜摩擦力，除非破壞了這結(jié)合力才能使一表面對另一表面運動，破壞這結(jié)合力－運\動前的力－對其一表面的垂直力之比值叫做靜摩擦系數(shù)μs，寫成式子如下：
　　(方程式圖1)fs為靜摩擦力
　　或 fs=μs*N； N為垂直力
　　而這破壞力也是要使物體啟動的最大的力，我們又叫此力為最大靜摩擦力。所以，我們應把上式改寫成：
　　(方程式圖2)
　　在物體啟動后，如汽車過了些時候它會慢慢的減速下來，最后靜止，這表示物體運動時，它的表面和另一表面，如地面，仍然存在摩擦力，而實驗發(fā)現(xiàn)此力比靜止時的摩擦力來得小，我們定義這摩擦力和垂直於地面的作用力叫做動摩擦系數(shù)μk，寫成式子如下：
　　fk=μk*N
　　所以，由上我們可得知μs>μk
　　流體摩擦系數(shù)計算
　　層流和湍流時摩擦阻力的計算方法不同1、層流時圓管摩擦系數(shù)λ
　　λ=64/Re
　　2、紊流時的λ
　　還無法從理論上推導出來，需查經(jīng)驗表（Moody圖）或通過經(jīng)驗關系式計算。
　　紊流時，隨雷諾數(shù)Re的增加，λ將減小，當Re增大到某一數(shù)值后，λ基本不變。
　　摩擦系數(shù)表
　　材料名稱 靜摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù)
　　無潤滑 有潤滑 無潤滑 有潤滑
　　鋼-鋼 0.15 0.1～0.12 0.1 0.05～0.1
　　鋼-軟鋼 0.2 0.1～0.2
　　鋼-鑄鐵 0.3 0.2 0.05～0.15
　　鋼-青銅 0.15 0.15～0.18 0.1～0.15
　　軟鋼-鑄鐵 0.2 0.18 0.05～0.15
　　軟鋼-青銅 0.2 0.18 0.07～0.15
　　鑄鐵-鑄鐵 0.18 0.15 0.07～0.12
　　鑄鐵-青銅 0.15～0.2 0.07～0.15
　　青銅-青銅 0.1 0.2 0.07～0.1
　　皮革-鑄鐵 0.3～0.5 0.15 0.6 0.15
　　橡皮-鑄鐵 0.8 0.5
　　木材-木材 0.4～0.6 0.1 0.2～0.5 0.07～0.15
　　摩擦系數(shù)可能大于1
　　1.從摩擦機理角度
　　摩擦系數(shù)主要是接觸材料、界面粘染物或面潤滑劑的一個特征，根據(jù)現(xiàn)代摩擦力理論，摩擦是接觸表面原子之間的附著力引起的，當兩物體相互接觸時，首先是凸起部分表面原子相當?shù)亟咏�形成原子鍵，其強度與固體內(nèi)部使自己聚集在一起的原子鍵的強度相當。表面如果非常潔凈、接觸非常緊密，兩個互相接觸的表面會粘附得非常牢固，在發(fā)生明顯滑動之前出現(xiàn)"接點增長"，接點面積不斷增大，直到整個幾何接觸面積成為巨大的接觸點，這時摩擦力很大，甚至會超過正壓力，摩擦系數(shù)可以等于、大于1，甚至更大。美國C ·基特爾等著的《伯克利物理學教程》第一卷《力學》上有一表格記載有：銅與銅靜摩擦系數(shù)是1.6，橡皮與固體靜摩擦系數(shù)是1.0 ～4.0 。以上均可表明摩擦系數(shù)可以等于或大于1。
2. 從測定方法分析
　　摩擦系數(shù)通常可以用摩擦角的方法測定，其方法一般是：將所要測量的兩物體中的其中一個傾斜放置作為斜面，另一個放在斜面體上沿其滑下，逐漸減小斜面傾角θ，可以發(fā)現(xiàn)，當θ達到某一數(shù)值θ0 時，物體勻速下滑，則由
　　mgsinθ0=μmgcosθ0，
　　得：μ=tg θ0。 （1）
　　θ0 是摩擦角，測得了θ0 ，就可以知道此兩物體間μ的值，從（1）式容易看到：
　　當θ0 <45 °時，μ<1，
　　當θ0=45 °時，μ=1，
　　當θ0>45 °時，μ>1 。
　　由于正切函數(shù)在第Ⅰ象限的值域是（0，∞），所以μ不一定小于1，至于μ到底是多少，則由材料性質(zhì)，界面狀況等而定。