表面處理與磨潤學

在乾燥金屬之間的滑動摩擦中,經驗上常成立的摩擦定律(Amontons-Coulomb定律),其內容正確者為下列何者?

  1. A摩擦力與表觀接觸面積成正比,因此即使負荷相同,接觸面積變為2倍時摩擦力也約變為2倍
  2. B摩擦力大致與正向負荷成正比,幾乎與表觀接觸面積無關
  3. C摩擦力與滑動速度成正比而變大,且靜摩擦力小於動摩擦力
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正確答案:B. 摩擦力大致與正向負荷成正比,幾乎與表觀接觸面積無關

依Amontons-Coulomb定律,摩擦力F與正向負荷W成正比(F = μW),幾乎與表觀接觸面積及滑動速度無關。表面有微小的突起,實際接觸的只有突起的尖端。突起以塑性變形支撐負荷,因此真實接觸面積等於負荷除以硬度,與表觀面積無關而與負荷成正比。摩擦力與這個真實接觸面積成正比,所以結果與負荷成正比。認為與表觀面積成正比,是混淆了真實接觸面積與表觀面積。與速度成正比是流體黏性阻力的性質,在乾摩擦中,一般靜摩擦係數大於動摩擦係數。

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