靜摩擦力

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引言

存在多種摩擦力，靜摩擦力就是其中一種，它傾向於使物體保持靜止狀態。當人們試圖使物體在表面上運動時，就會遇到這種摩擦力。然而，這種力不會導致物體與其所在的表面之間發生相對運動。它可以被定義為在特定時間內平衡施加在物體上的力的摩擦力。

靜摩擦力——定義

摩擦力是一種阻礙或抵抗固體運動的力。靜摩擦力與阻礙物體沿特定路徑運動的力有關。當人們試圖移動靜止在平面上的物體，而不使其與表面發生相對運動時，就會注意到這一點。

例如，掛在架子上的毛巾或停在山坡上的汽車都會遇到靜摩擦力。放在桌子上的書也經歷著靜摩擦力。

根據Marques等人（2019年）的研究，這是一種摩擦力，它在特定時間段內精確地平衡靜止物體的施加力。這種摩擦力被認為是一種自調節力，這意味著靜摩擦力將等於並與施加在物體上的力方向相反。

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靜摩擦力：公式

靜摩擦力公式寫為F = $\mathrm{\mu}$N，其中F是靜摩擦力，M是靜摩擦係數，N是法向力，也可以稱為接觸力。

它是物體表面與其所在路徑表面之間存在的摩擦力，兩者之間不存在相對運動。因此，在這種情況下，物體和表面處於靜止狀態，當物體開始運動時，動摩擦力就會出現。在靜摩擦力的情況下，物體抓握其所在平面表面的強度由稱為摩擦係數的數值表示。

幫助物體以靜止狀態停留在表面上而不下落或滾落的相對力稱為法向力，這意味著表面施加在物體上的力以提供一定程度的支援。在這種情況下，法向力將作用於某個角度，該角度將具有其分量需要考慮。如果表面是平的，則法向力將與作用在其上的重力相同。這種靜摩擦力的係數用符號$\mathrm{\mu}$表示。

如果汽車傾向於沿斜坡滑落，並且突然剎車，則汽車會移動一段很短的距離然後達到靜止位置。在這種情況下，會施加靜摩擦力來阻止汽車滑落。

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靜摩擦力——定律

與靜摩擦運動相關的兩個不同的定律。最大靜摩擦力與接觸面積無關。正如Wang等人（2018年）所述，最大靜摩擦力與法向力成正比，進一步解釋說，如果法向力增加，則特定物體在不運動的情況下所能承受的最大外力也會增加。

極限摩擦力：描述

極限摩擦力是與靜摩擦力相關的最大值，當特定物體即將在一個不同物體的表面上移動時，它就會出現。在這種情況下，由於外力大於極限摩擦力，物體開始運動。如果物體開始運動，靜摩擦力將不復存在，新的摩擦力——動摩擦力——就會出現。

結論

物體和表面之間存在各種運動，靜摩擦力是其中一種運動，它與一個人試圖使物體在特定表面上運動，而實際上並沒有使它運動從而產生動摩擦力時所遇到的摩擦力有關。靜摩擦力是指物體在經歷一定力後能夠保持靜止狀態的程度。

常見問題

Q.1. 摩擦力的成因是什麼？

A. 摩擦力是由特定物體所在的表面的不規則性引起的。物體和表面的粘性是由兩者之間發生的某些鍵合觸發的，這導致粘附，這種粘附決定了物體表面與其所在的表面之間的靜摩擦力的強度。

Q.2. 極限摩擦力的兩個主要定律是什麼？

A. 極限摩擦力在兩個相互作用的表面上沿切線方向作用；極限摩擦力的大小與兩個相互作用的表面之間的法向反作用力成正比。

Q.3. 何時達到最大靜摩擦力？

A. 在物體達到運動狀態、開始移動或滑動之前，就達到了最大靜摩擦力。從數學上講，這個值可以透過將靜摩擦係數與接觸表面施加的法向力相乘來獲得。

Q.4. 動摩擦力是什麼？

A. 它是物體在平面上開始運動時發生的摩擦力。動摩擦力也稱為滑動摩擦力或動態摩擦力。