摩擦力产生的原因

　　摩擦力产生的原因，即摩擦力的本质是什么?早在15世纪初开始研究摩擦现象时，人们就在探索这个问题了。

　　摩擦力产生在两个接触表面之间。我们用肉眼看到的光滑固体表面，当用放大镜观察时，就会发现其表面是凸凹不平的，好像布满了高峰山谷一般。经过车床加工的金属表面，峰高可达5微米;再经过仔细研磨，峰高可以减至0.1微米。但这相对于原子尺度仍然是很大的。因此，当两个物体相互接触时，真正接触的只是物体表面的峰丘。在这些真正接触的区域内，两个接触表面的原子非常接近，原子之间具有非常强的相互作用力。在接触点以外的其他区域，两物体表面的原子之间的距离比较大，从几埃到几十埃(1埃=10-6厘米)。这些原子之间的相互作用力比较弱，与真正接触区域相比可以忽略不计。而接触区域的面积之和要比物体表观面积小得多。

　　当两个接触面发生相对滑动的时候，势必要以剪切的方式破坏原来所有的接触点，使两个接触表面的凸起部分相碰撞而产生断裂、磨损，从而形成了对物体运动的阻障。平行于接触表面而使接触点破坏所需要的剪切力，就等于摩擦力。

　　两物体表面开始接触时是一种点接触。在法向正压力的作用下。这些接触点的负荷很大，会使相接触的凸起部分产生弹塑性形变，从而使接触面积增大。坚硬的材料使其产生这种形变比较困难，即产生等量的形变需要更大的负荷。所以，两个物体表面真正相接触的面积大小，与所施加的法向正压力成正比，与相接触材料的硬度成反比。

　　摩擦系数μ等于摩擦力f与法向正压力N的比值，即μ=f/N。摩擦系数μ同两个物体的表视接触面积和滑动速度等因素无关。实验结果证明，对于一般机械加工的表面，摩擦系数μ同物体的表面粗糙程度无关;对于很粗糙的表面，因接触面凸与凹部分交错啮合，会使摩擦系数μ增大;对于非常光滑的表面，尤其是特别清洁的表面，由于真正接触面积增大和接触点粘结强度提高，所以摩擦系数μ也会增大。表面越光洁，摩擦系数的μ值也越大，这同人们一般的常识不同。