作者: local (台灣人) 站內: Rid-Physics
標題: Re: 對於磨擦力的困惑
時間: Tue Sep 4 03:18:13 2007
※ 引述《assasser (天啊! 我爸比我還要宅est)》之銘言：
> ※ 引述《tom82614250 (皓子)》之銘言：
我有些地方不太認同這位大大的說法
在下是物理系學生
我以我所學來講解好了
> > 小弟真的想不通
> > 我從例子來講好了...
> > 像是在其他版有人提到
> > 在碗公面做拋光處理的
> 這是剛體
就物理角度
世界上沒有所謂的剛體
剛體純粹為理想狀態
碗公拋光
為了增加摩擦力
就我目前所學
還想不到可以解釋的理由
且這個說法不可考
> > 目的是為了增加其表面的摩擦力
> > 還有輪胎面的道理
> > 相信大家應該都很清楚
> > 越光滑的胎抓地力越好
> 應該是說 接觸面積 更大 而不是"光滑"
> > 紋路多的胎是排水力佳
> 紋路最主要就是針對排水設計的阿
> 你可以把輪胎的接觸面 想像成是好幾個小橡膠塊(條)拼湊而成 來做個想像
> 在同一寬度(假設截面為********** 十個單位) 同材質的胎的情況下
> 有胎紋的胎 截面只有* * * * * 五個單位 只有五個單位能提供摩擦力來推動車
> 沒胎紋的胎 截面就有********** 十個單位 共有十個單位能提供磨擦力來推動車
> 機械動力的賽車 會用寬胎 是因為動力大到輪胎抓不住路面 甚至根本跑不了(原地打滑)
> 所以增加胎面寬度 來提昇抓地力 就是這個原理的延伸
首先 接觸面積大不代表摩擦力大
摩擦力大小與接觸面積無關
高中物理:摩擦力＝正向力＊摩擦係數
摩擦係數只跟表面的材質和粗糙程度有關
我也曾經問過教授是否與接觸面積有關
答案~無關
用大胎增加接觸面積是為了增加穩定性
十個單位提供摩擦力
車子重量固定
十個單位所受的正向力必定是五個單位正向力的一半
所以正向力總和固定
摩擦力當然不會因為接觸面積而改變
> 若是動力不夠的車 換寬胎會變的"拖" 就是因為摩擦力變大 使的小動力的車要去轉動輪子
> 感到更吃力而讓你感到"重拖"
至於為什麼重拖
因為輪框大所用的金屬材質多~較原本重
輪胎也較大~當然也較重
輸出動能固定
質量變大
速度當然變慢
動能＝速率平方＊1/2質量
> 競速用的腳踏車 因為動力有限(人力) 用寬胎反而更耗體力又沒有更好的加速效果
> 而且還增加風阻 增加重量 弊多於利 所以和機械動力帶動來競速的車用胎是走相反方向
> 輪胎狀況比較複雜 因為輪胎不是剛體
> 我覺得輪胎的例子 和碗公不能相提並論
> 胎和地面的接觸面 會形變 加上摩擦的溫度
> 輪胎面雖無胎紋 可是卻稱不上光滑面 他只是個 平整 卻會 形變的 平順表面
> 兩個同質的光滑面(如玻璃)接觸 是可以互相滑動的 可是兩條光頭胎胎面互碰 是沒辦法滑
> 動~
> 而路面 絕對是粗糙面
> 賽道也只是 更平整的 粗糙面
> 輪胎在道路上跑 就類似拿 橡皮擦 在 砂紙上 的感覺
> 這樣的搭配 車子才有辦法跑
> 因為 是車輛動力 轉動輪子往後推(向前轉) 輪子和地面之間的摩擦力 提供反作用力 讓車
> 子因而向前移動 人走路也是如此
> 如果橡膠胎真要是在光滑面的面 車子大概就無法在面上移動了
> 最常見的例子 就像是在乾的玻璃上面 或是極平整的磁磚或磨石子地 輪胎會抓不住打滑
> > 我的問題就是...
> > 一般不是都認為表面越粗糙磨擦力越大嗎？
> > 就像手要有指紋一樣東西才抓的牢
> 這個觀點 跟奇毛知識裡的某篇類似
> 那篇提到 "輪胎有胎紋是增加抓地力...指紋的功用也是增加摩擦力..."
> 但是你我應該都知道 輪胎的胎紋不是為了增加抓地力 反而是減少抓地力
^^^^^^^^^^^^^^^^^
上面提過~就不在提
> 胎紋的功用是讓下雨天時 雨水/積水有路徑可以從輪胎和地面之間排出 避免造成水膜
> 失去些許抓地力來避免失去更多抓地力
> 手不是剛體 接觸面會形變
> 指紋雖不完全是設計用來排水的 可是至少手上有水的情況下 還拿的住東西
> 但是應該會注意到 帶著乳膠手套(隔絕了指紋) 碰水洗東西時 更不容易滑掉 why?
> 同樣是拿著玻璃 手有紋路 可是卻是比(看似光滑的)乳膠手套 還不容易抓住
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
材質不同~摩擦係數不同
> 差異在於更細微的表面組成 還有接觸面積
> 而不是光靠肉眼可見的"紋路多寡"就可以斷定它磨擦力大
> 壁虎的腳也不光滑阿 可是他卻能在光滑面爬而不掉落
> 壁虎能在玻璃或光滑面上爬 是靠他腳上緻密排列的腳毛(seta)利用凡德瓦力攀附在任何物
^^^^^^^^
是指分子間極微小的相互影響力
應該不是用在這裡
> 體上 魔鬼氈就是仿其結構的應用
> > 為什麼在這裡看到的反而是越光滑摩擦力越大呢？
> > 還是這其中有什麼不同之處？
> > 我想應該是這樣子的..
> 我覺得要比較 還是都找同質的剛體來作例子吧...
> > 但是仍想不到解答
> > 請各位前輩解惑
> > 謝謝大家！
摩擦力問題
我可以非常肯定
並非我所說得全都正確
純粹將我所學講出來
如有錯誤
歡迎提出質疑或指正
獻醜了
謝謝
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┼╯ Author: local 從 163.24.253.34 發表
→ YJM 呸：純噓壁虎那一段 你說的不對 07/09/04
→ local 推：老實說~壁虎那段~我不是很確定~化學部份我忘光了 07/09/05
→ local 推：只記得氫鍵~凡得瓦力忘光了~還請一樓Y大指教 07/09/05
→ nidor 推：輪胎性質介於剛體與黏性物質之間 還是跟面積有關 07/09/05
→ nidor 推：mu本身應該是個複雜的函式，而非常數。 07/09/05
→ local 推：輪胎溫度變化~摩擦係數當然會跟著變化 07/09/05
→ local 推：若用黏性物質來說~與面積關係的大小還要看用胎 07/09/05
→ local 推：但基本上不會像輪胎口香糖那麼黏~還是會比較偏固體 07/09/05
→ YJM 推：上GOOGLE打壁虎膠帶 有他所有的原理 07/09/05
→ YJM 推：摩擦力跟正向力有關係 07/09/05
→ Andy 推：摩擦力 = 摩擦係數x正向力 是指理想情況下的剛體摩擦 07/09/06
→ Andy 推：實際上在一般的情況下並不完全合用 07/09/06
→ assasser 推：關於壁虎 Nature VOL405 8 JUNE 2000 有文圖+數據 07/09/06
→ assasser 推：接觸面積和摩擦力有無關係 F1應該早就給我們答案了 07/09/06
→ assasser 推：同胎寬 從光頭胎~規定要四溝胎 為了達到降低速度 07/09/06
→ assasser 推：直線加速賽 用不著轉彎 巨大扭力的怪車 哪個不加寬呢 07/09/06
→ assasser 推：倒是教學上面 我高中老師說無關 大學教授卻說有關 07/09/06
→ local 推：高中老師是顧慮到理想狀態~大學教授是顧慮到非剛體的 07/09/06
→ local 推：誤差值~但並非前一篇所解釋對面積的絕對關係 07/09/06
→ local 推：畢竟車子重量會對胎紋接觸點產生形變而有誤差 07/09/06
→ local 推：因我個人覺得前一篇的解釋不太合理~所以只用高中的範 07/09/06
→ local 推：圍來推翻~而壁虎~我認輸~生物部份我瞭解不多 07/09/06
→ YJM 推：現在才發現打錯... 摩擦係數跟正向力有關 07/09/06
→ assasser 推：前一篇也不是我個人解釋的 是物理系教授給我的答案 07/09/07
→ assasser 推：目前我聽來聽去 也只有這個最合理最接近實際狀況 07/09/07
→ assasser 推：和面積無關 卻無法合理解釋 因為現實就是背道而馳 07/09/07
→ assasser 推：包含"輪胎是熱固性橡膠 而非熱塑性橡膠" 可是熱融胎? 07/09/07
→ assasser 推：高中老師給我的答案就是輪胎會越跑越硬 不可能越跑越 07/09/07
→ assasser 推：軟 卻無法解釋熱融胎的例子 只叫我用背的 別想太多� 07/09/07
→ assasser 推：因為 賽車胎加寬 會增加截面積(風阻)和耗油/極速 07/09/07
→ assasser 推：壞處很多 可是卻必須加寬 一定有更大的優勢所以才加 07/09/07
→ assasser 推：像是某年f1比賽 雷諾就將後胎換成前胎跑-四組光頭前 07/09/07
→ assasser 推：胎 為了只求降低截面積 達到更高的極速表現 07/09/07
→ local 推：這次推文的最後四行我看不懂~我提議我們私下用寄信討 07/09/07
→ local 推：論~有個結果再po上板~以免錯誤觀念傷了大家眼睛 07/09/07
→ assasser 推：不然 整理成簡短的幾個問題 大家集思廣益吧@@ 07/09/07
→ assasser 推：耶 其實前文就有解答了 請爬文 /寬胎 07/09/07
→ local 推：爬文的解釋~合理~可以接受~但似乎跟上一篇出入不小~ 07/09/08
→ local 推：不過謝謝你讓我明白~^^ 07/09/08
→ local 呸：自呸~應該說有點出入~雖原理不同~但結論相同 07/09/08
→ rockway 推：理論終究是理論 07/09/11