摩擦系數

　　摩擦系數是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有關，而和接觸面積的大小無關。依運動的性質，它可分為動摩擦系數和靜摩擦系數。
　　摩擦系數
　　如果兩表面互為靜止，那兩表面間的接觸地方會形成一個強結合力－靜摩擦力，除非破壞了這結合力才能使一表面對另一表面運動，破壞這結合力－運\動前的力－對其一表面的垂直力之比值叫做靜摩擦系數μs，寫成式子如下：
　　(方程式圖1)fs為靜摩擦力
　　或 fs=μs*N； N為垂直力
　　而這破壞力也是要使物體啟動的最大的力，我們又叫此力為最大靜摩擦力。所以，我們應把上式改寫成：
　　(方程式圖2)
　　在物體啟動后，如汽車過了些時候它會慢慢的減速下來，最后靜止，這表示物體運動時，它的表面和另一表面，如地面，仍然存在摩擦力，而實驗發現此力比靜止時的摩擦力來得小，我們定義這摩擦力和垂直於地面的作用力叫做動摩擦系數μk，寫成式子如下：
　　fk=μk*N
　　所以，由上我們可得知μs>μk
　　流體摩擦系數計算
　　層流和湍流時摩擦阻力的計算方法不同1、層流時圓管摩擦系數λ
　　λ=64/Re
　　2、紊流時的λ
　　還無法從理論上推導出來，需查經驗表（Moody圖）或通過經驗關系式計算。
　　紊流時，隨雷諾數Re的增加，λ將減小，當Re增大到某一數值后，λ基本不變。
　　摩擦系數表
　　材料名稱 靜摩擦系數動摩擦系數
　　無潤滑 有潤滑 無潤滑 有潤滑
　　鋼-鋼 0.15 0.1～0.12 0.1 0.05～0.1
　　鋼-軟鋼 0.2 0.1～0.2
　　鋼-鑄鐵 0.3 0.2 0.05～0.15
　　鋼-青銅 0.15 0.15～0.18 0.1～0.15
　　軟鋼-鑄鐵 0.2 0.18 0.05～0.15
　　軟鋼-青銅 0.2 0.18 0.07～0.15
　　鑄鐵-鑄鐵 0.18 0.15 0.07～0.12
　　鑄鐵-青銅 0.15～0.2 0.07～0.15
　　青銅-青銅 0.1 0.2 0.07～0.1
　　皮革-鑄鐵 0.3～0.5 0.15 0.6 0.15
　　橡皮-鑄鐵 0.8 0.5
　　木材-木材 0.4～0.6 0.1 0.2～0.5 0.07～0.15
　　摩擦系數可能大于1
　　1.從摩擦機理角度
　　摩擦系數主要是接觸材料、界面粘染物或面潤滑劑的一個特征，根據現代摩擦力理論，摩擦是接觸表面原子之間的附著力引起的，當兩物體相互接觸時，首先是凸起部分表面原子相當地接近形成原子鍵，其強度與固體內部使自己聚集在一起的原子鍵的強度相當。表面如果非常潔凈、接觸非常緊密，兩個互相接觸的表面會粘附得非常牢固，在發生明顯滑動之前出現"接點增長"，接點面積不斷增大，直到整個幾何接觸面積成為巨大的接觸點，這時摩擦力很大，甚至會超過正壓力，摩擦系數可以等于、大于1，甚至更大。美國C ·基特爾等著的《伯克利物理學教程》第一卷《力學》上有一表格記載有：銅與銅靜摩擦系數是1.6，橡皮與固體靜摩擦系數是1.0 ～4.0 。以上均可表明摩擦系數可以等于或大于1。
2. 從測定方法分析
　　摩擦系數通常可以用摩擦角的方法測定，其方法一般是：將所要測量的兩物體中的其中一個傾斜放置作為斜面，另一個放在斜面體上沿其滑下，逐漸減小斜面傾角θ，可以發現，當θ達到某一數值θ0 時，物體勻速下滑，則由
　　mgsinθ0=μmgcosθ0，
　　得：μ=tg θ0。 （1）
　　θ0 是摩擦角，測得了θ0 ，就可以知道此兩物體間μ的值，從（1）式容易看到：
　　當θ0 <45 °時，μ<1，
　　當θ0=45 °時，μ=1，
　　當θ0>45 °時，μ>1 。
　　由于正切函數在第Ⅰ象限的值域是（0，∞），所以μ不一定小于1，至于μ到底是多少，則由材料性質，界面狀況等而定。