当前位置:育儿知识大全 早教内容页

如何求静摩擦力?求公式!

静摩擦力不像滑动摩擦力那样有一个固定的计算公式 Ff=μFNF_f = \mu F_NFfF_f 是滑动摩擦力,μ\mu 是动摩擦因数,FNF_N 是正压力)。静摩擦力需要根据物体的受力情况和运动状态,利用平衡条件或牛顿第二定律来求解:

物体处于平衡状态时:当物体处于静止或匀速直线运动状态(相对与其接触的物体静止)时,根据二力平衡条件可知,静摩擦力与使物体产生相对运动趋势的外力大小相等、方向相反。例如,一个重 10N10N 的物体放在水平桌面上,用 3N3N 的水平拉力去拉它,物体仍保持静止,此时物体受到的静摩擦力大小就等于水平拉力的大小,即 F=3NF_{静}=3N,方向与拉力方向相反。

物体有加速度但仍保持相对静止时:这种情况下需结合牛顿第二定律来分析。例如,将一个物体放在加速行驶的车厢内,物体与车厢相对静止一起加速运动,此时可对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律 F=maF = maFF 是物体所受合外力,mm 是物体质量,aa 是加速度)求出静摩擦力。假设物体质量 m=2kgm = 2kg,车厢加速度 a=2m/s2a = 2m/s²,物体在水平方向只受静摩擦力作用,那么根据牛顿第二定律可得静摩擦力 F=ma=2×2=4NF_{静}= ma = 2×2 = 4N

此外,静摩擦力存在一个最大值,叫做最大静摩擦力 FmaxF_{max} ,它的大小与两物体表面间的压力 FNF_N 成正比,表达式为 Fmax=μ0FNF_{max}=\mu_{0}F_Nμ0\mu_{0} 为最大静摩擦因数,一般情况下略大于动摩擦因数 μ\mu )。实际的静摩擦力 FF_{静} 取值范围是 0<FFmax0 < F_{静}\leq F_{max}