摩擦力曳力及向心力.PDF

6 摩擦力、曳力及向心力 Friction, Drag, and Centripetal Force 歐亞書局 6-1 物理學探討什麼？ 6-2 摩擦力 6-3 摩擦力的性質 6-4 曳力與終端速率 6-5 等速圓周運動 歐亞書局 6-1 物理學探討什麼？ 這一章我們專注於三種常見的力：摩擦力、曳力及向 心力。 歐亞書局 P.114 6-2 摩擦力 在圖6-1a 中，一木塊靜置於桌面上，木塊所受重力 Fg 被正向力FN 平衡了。在圖6-1b 中，你施一力F 於木塊上，想將它向左推動；此時，會有一個摩擦力 f s 出現，它的方向指向右，恰好平衡你所施的力。這 個力f s 稱之為靜摩擦力 （static frictional force ）。 圖6-1c 及6-1d 中顯示，當施力的大小逐漸增加時， 靜摩擦力f s 也隨著增加，而木塊仍保持不動。但當所 施之力達到某一數值以後，木塊會突然起動，而向左 加速運動（見圖6-1e ）。此時，反抗運動的摩擦力稱 之為動摩擦力 （kinetic frictional force ）f k 。 歐亞書局 P.115 圖6-1 歐亞書局 P.115 圖6-1 (a)作用在一靜止木塊上的力。 (b)～(d)有一外力 F作用於木塊上，此外力與靜摩擦 力f 達到平衡。當F增加時，f 也隨著增加，直到 f s s s 達到某一最大數值。 (e) 然後，木塊突然起動，並沿著F的方向加速。 (f)假如現在木塊以固定速度運動，F 必定比木塊開始 起動前的最大值還小。 (g)由圖 (a)到圖(f)過程的某些實驗結果。 歐亞書局 P.115 圖6-2 滑動摩擦的機制。 (a) 上方的表面向右滑過下方 的表面。 (b) 接觸面的部分細節。有兩 個點發生冷焊，要將冷焊點 拉開並保持運動需要施力。 歐亞書局 P.116 6-3 摩擦力的性質 摩擦力具有下列三個性質： 性質1 若物體靜止不動，則靜摩擦力f s 與力F 平行 於接觸面上的分量互相平衡，其大小相同且f s 的方向 與F 該分量的方向相反。 性質2 f s 的大小有一最大值f s,max ，可寫成 上式中，μ被稱為靜摩擦係數 （coefficient of static s friction ），FN 是表面作用在物體