如何增加摩擦

内容

脚步
方法 1 of 2：摩擦物体表面
方法 2 of 2：正面阻力
提示

你有没有想过为什么你的手在相互摩擦时会变热，或者为什么你可以通过摩擦两块木头来生火？答案是摩擦！当两个物体相对运动时，会出现阻止这种运动的摩擦力。摩擦会导致能量以热、暖手、着火等形式释放。摩擦越大，释放的能量就越多，所以通过增加机械系统中运动部件之间的摩擦，你会得到很多热量！

脚步

方法 1 of 2：摩擦物体表面

1 当两个物体相对运动时，会发生以下三个过程： 物体表面的不规则性会干扰物体之间的相对运动；身体的一个或两个表面可能会因这种运动而变形；每个表面的原子可以相互作用。所有这些过程都涉及摩擦的发生。因此，要增加摩擦力，请选择具有研磨表面（如砂纸）、可变形表面（如橡胶）或具有粘性的表面（如粘性）的物体。
- 有关选择材料以增加摩擦的更多信息，请参阅教程或在线资源。对于常见材料，您可以找到它们的摩擦系数（一种材料在另一种材料表面滑动或移动所需力的定量特征）。下面列出了一些材料的摩擦系数（系数越高，摩擦越大）：
- 铝对铝：0.34
- 木对木：0.129
- 橡胶上的干混凝土：0.6-0.85
- 橡胶上的湿混凝土：0.45-0.75
- 冰上冰：0.01
2 将物体压得更近以增加摩擦力，因为摩擦力与作用在摩擦体上的力成正比（垂直于物体相对运动方向的力）。
- 想想汽车中的盘式制动器。踩下刹车踏板越多，刹车片越压在轮辋上，摩擦力就越大，汽车停下的速度也就越快。但是摩擦力越强，释放的热量就越多，所以当急刹车时，刹车片会变得很热。
3 如果有一个身体在运动，请停止它。 到目前为止，我们已经考虑了物体相对运动时发生的滑动摩擦。滑动摩擦远小于静摩擦，静摩擦是为了使两个接触物体运动而必须克服的力。因此，移动重物比在它已经移动时控制它更困难。
- 做一个简单的实验，了解滑动摩擦和静摩擦的区别。把你的椅子放在光滑的地板上（不是地毯）。确保椅子腿上没有橡胶或其他垫子以防止滑动。推动椅子来移动它。您会注意到，一旦椅子开始运动，您就更容易推动它，因为椅子和地板之间的滑动摩擦力小于静止摩擦力。
4 清除两个表面之间的油脂以增加摩擦。 润滑剂（油、凡士林等）显着降低摩擦体之间的摩擦力，因为固体之间的摩擦系数远高于固体和液体之间的摩擦系数。
- 做一个简单的实验。擦干双手，你会注意到他们的温度升高了（他们更暖和了）。现在弄湿你的手并再次揉搓它们。现在，您不仅可以更轻松地将双手揉在一起，而且它们的热量也更少（或更慢）。
5 摆脱轴承，车轮和其他滚动体以摆脱滚动摩擦并获得比第一个大得多的滑动摩擦（因此相对于另一个物体滚动比推/拉更容易）。
- 例如，假设您将质量相同的物体放在雪橇和轮式手推车上。带轮子的推车比雪橇（滑动摩擦）更容易移动（滚动摩擦）。
6 增加流体的粘度以增加摩擦力。 摩擦不仅发生在移动固体时，而且发生在液体和气体（分别为水和空气）中。液体和固体之间的摩擦取决于几个因素，例如，液体的粘度——液体的粘度越高，摩擦力就越大。
- 例如，假设您正在通过吸管喝水和蜂蜜。低粘度的水很容易通过吸管，但高粘度的蜂蜜很难通过吸管（因为蜂蜜会更多地摩擦吸管壁）。

方法 2 of 2：正面阻力

1 增加你的身体表面积。 如上所述，当固体在液体和气体中移动时，也会产生摩擦力。阻止物体在液体和气体中运动的力称为正面阻力（有时也称为空气阻力或水阻力）。正面阻力随着体表面积的增加而增大，体表面积垂直于身体通过液体或气体的运动方向。
- 例如，取一个重量为 1 克的颗粒和一张相同重量的纸，并同时释放它们。谷物会立即掉到地板上，纸张会慢慢下沉。在这里，阻力的原理就可见一斑——纸的表面积比颗粒大很多，所以空气阻力更大，纸落到地板上的速度也更慢。
2 使用阻力系数高的体型。 通过垂直于运动方向的体表面积，可以仅从一般意义上判断正面阻力。不同形状的物体以不同的方式与液体和气体相互作用（当物体穿过气体或液体时）。例如，圆形平板比圆形球形板具有更大的阻力。表征各种形状物体阻力的值称为阻力系数。
- 例如，考虑飞机机翼。飞机机翼的形状称为翼型。它是一种光滑、窄而圆的形状，阻力系数低（约 0.45）。另一方面，想象一下飞机机翼的形状像一个正方形的矩形棱柱。对于这样的机翼，阻力会很大（这是真的，因为方形长方体的阻力系数是 1.14）。
3 使用不那么流线型的身体。 通常，大立方体具有高阻力。这种主体具有矩形角，并且不向末端逐渐变细。另一方面，流线型车身具有圆形边缘，通常向末端逐渐变细。
- 例如，比较一辆现代汽车和一辆几十年前制造的汽车。旧车是方形的，而现代汽车则有许多平滑的曲线。因此，现代汽车的阻力更小，并且需要更低的发动机功率（从而提高燃油经济性）。
4 使用没有通孔的主体。 身体上的任何通孔都可以通过允许空气或水流过孔来减少阻力（孔会减少垂直于运动的身体表面积）。通孔越大，阻力越小。这就是为什么设计用于产生大量阻力（以减慢下落速度）的降落伞由耐用、轻便的丝绸或尼龙制成，而不是纱布的原因。
- 例如，您可以通过在球拍上钻多个孔来提高乒乓球拍的速度（以减少球拍的表面积并减少阻力）。
5 增加身体速度以增加阻力（这适用于任何形状和材料的身体）。 物体的速度越高，它必须通过的液体或气体的体积就越大，阻力也就越大。以非常高的速度移动的物体会受到巨大的阻力，所以它们必须是流线型的；否则，抵抗的力量将摧毁他们。
- 例如，考虑一下洛克希德 SR-71，这是一种冷战期间建造的实验侦察机。这架飞机可以以 M = 3.2 的高速飞行，尽管它是流线型的，但还是经历了巨大的阻力（如此之大，以至于制造飞机机身的金属在摩擦加热时会膨胀）。