摩擦力

摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。作为借喻摩擦力这个词在日常生活中也经常被用来描述阻碍进展的力量。

摩擦力与相互摩擦的物体有关，因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化，也不象对其它力那样精确。事实上，只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律。

虽然如此摩擦力是世界上的一个事实。没有摩擦力的话鞋带无法系紧，螺丝钉和钉子无法固定物体；没有摩擦力的话既不会有交通也不会有性交。

摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力其它的摩擦力都与耗散有关：它使得相互摩擦的物体的相对速度降低，将机械能转化为热能并提高熵。

固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。在工程技术中人们使用润滑剂来降低摩擦。假如相互摩擦的两个表面被一层液体隔离，那么它们之间可以产生液体摩擦，假如液体的隔离不彻底的话，那么也可能产生混合摩擦。

假如润滑剂、液体或气体沿一个固体表面流动，其流速会受摩擦力的影响而降低。固体表面的构造对这个摩擦力的影响比较小，最主要的是流体的横截面面积。其原因是不仅在流体与固体的交面有摩擦力，流体内部不同的层之间也有内部摩擦，流体离固体表面的距离不同，其流速也不同。

一个相对于一个流体运动的物体受到阻力。这个阻力与它的运动方向相反。在层流的情况下这个阻力与它的速度成比例，在紊流中这个阻力与它的速度的平方成比例。有时一个物体同时受到阻力和摩擦力，比如一辆汽车在运动时既受到空气的阻力也受到其轮胎的滚动摩擦。

固体表面之间的摩擦力的来因有两个：固体表面的分子之间相互的吸引力（胶力）和它们之间的表面粗糙所造成的互相之间的卡住。

F = \mu \cdot F_N

滑动摩擦力总是比最大静摩擦力要小。它由垂直于摩擦面的压力F_N和滑动摩擦系数µ决定，它与滑动面之间的相对速度和面積无关。摩擦系数由滑动面的物质、粗糙度和（可能存在的）润滑剂所决定。

假如一个物体在一个平面上滚动的话，那么它会受到滚动摩擦。假如滚动的物体与平面之间的摩擦力等于施加于该物体上的其它所有力的合力的话，那么它的运动是一个纯的滚动运动，其中没有滑动的部分。

假如滚动运动和滑动运动同时存在，那么这种混合摩擦也被称为滚压摩擦。

一个球沿其垂直于一个平面的轴转动时所产生的摩擦力被称为转动摩擦，它与转动运动的力矩T有关：

N = \frac{T}{F_N}

in cm

在工程技术中人们往往通过施加润滑剂的方法来减少摩擦，研究这个问题的科学称为摩擦学，它是机械制造的一个分科学。

两个固体面互相摩擦。假如两个固体面的材料选择不当或它们之间相互施加的压力非常大的话，那么固体摩擦就会造成磨损。在不使用润滑剂或润滑剂失效的情况下会造成固体摩擦。

在润滑剂不够或运动的开始会出现混合摩擦。这时摩擦面部分地区会直接接触。混合摩擦造成的磨损比固体摩擦要小。在长时间运行的状态下应该避免混合摩擦，但往往在技术工程中混合摩擦被容忍。

假如两个运动面之间有一层完整的润滑剂的话，那么它们之间的摩擦是液体摩擦，两个运动面不直接接触。虽然如此通过运动面与润滑剂的分子之间的摩擦依然会有很小的磨损。

内部摩擦是物质内部的原子或分子相互运动所造成的能量损失。由于外部力的作用所造成的不同部位的粒子的加速度的不同可以造成（比如液体）内部的相对运动。内部摩擦的大小与物质的粘性有关。

不象固体表面的摩擦那样含糊，内部摩擦可以通过统计力学的方式相当精确地计算出来。在力学中一般人们在计算时尽量省略摩擦所造成的损失，在流体力学中内部摩擦是理论中的一个内在部分，它可以由奈维尔-史托克斯方程式来计算。

流变学是研究复杂的流体（比如悬浮液或高分子化合物）的学科。在这些液体中的内部摩擦非常复杂，线性的奈维尔-史托克斯方程式不能用来描写它了。

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