我们在学习摩擦力的时候,摩擦力是这样定义的:阻碍物体运动的力,实际上这个定义是不确切的或者说是错误的,为什么?
下面我用能量守恒定律来解释一下为什么是错误的.
为了更好理解,我先分析一下摩擦系数.
一、摩擦系数
摩擦系数分为静摩擦系数和动摩擦系数,经过则试的结论是静摩擦系数大于动摩擦系数.为什么呢?
首先要使一个物体运动,我们必须给它一定能量(物理学中认为是”力”)。同时,还要克服物体之间接触的“摩擦力”。
而在物体运动后,就只需要克服物体之间接触的“摩擦力”了。
造成两个摩擦系数之间的差别就是增加了一个使物体运动的动能!
所以,推动一个物体运动时,静摩擦系数大于动摩擦系数!
物理学课本并没有解释其中的原因,原因就是物理学是建立在“力”的基础上,而不是能量上,这也是物理学的一个本质错误.
下面我再分析一下什么是摩擦力。
二、摩擦力
摩擦力产生的条件是物体之间互相接触,是互相接触!没有接触就不会产生摩擦力!
什么在接触?是分子或者原子。
在分子或者原子之间互相作用的范围内存在一个相对势能,如果要改变他们之间的势能,必须有新增加的能量。
换句话说,摩擦力是改变两个物体之间相对势能产生的一种能量作用。
摩擦力怎么计算呢?
我们现在让一个运动的物体,在摩擦力F的作用下,通过一段距离S,由运动状态进入到静止状态。
物体的动能是1/2MV2,物体运动摩擦力做功是F*S,因为能量守恒,所以,有:
1/2MV2=F*S
所以,F=1/2MV2*S
换句话说,摩擦力的大小是损耗能量与它在运动中走过的路程的比值。
三、摩擦力与力
现在,我们举一个物体向上运动,物体没有和其他物体的任何接触,但要把他举起来,也会有一个“力“在阻碍它的向上运动,即重力,那么我们是否也把“重力”叫摩擦力呢?显然这是不合适的。
要改变一个物体的运动,必定会出现一个“力”,这个“力”就是改变物体的能量大小的作用。它的大小就是能量变化的大小与它移动路程的比值。
虽然上面好象对“力”的定义又进了一步,实际上“力”是能压差产生的作用,是能压差形成的,这一点我就不多谈了,如果有兴趣就读《能量学与哲学》吧。