最大静摩擦力

科普一下，为什么静摩擦力大于动摩擦力？

规范一下，是最大静摩擦力大于滑动摩擦力。

相互接触的两个物体有相对运动的趋势时，在两物体的接触面上就会产生阻碍相对运动趋势的力，这个力就是静摩擦力。

静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，静摩擦力的大小，随与之反方向的外力的增大而增大，但静摩擦力的增大只能达到某一个最大值，当外力大于这个最大值时，物体就会发生相对滑动。

静摩擦力的这个最大值就叫最大静摩擦力。

那么，最大静摩擦力为什么会大于滑动摩擦力呢？曾多次被问到，也曾做过粗略的解释。

因为产生静摩擦力的条件是：①两物体之间有压力；②两物体接触面不光滑；③两物体之间有相对运动的趋势。

其中，两物体接触面不光滑，就会有凹有凸，相互接触的两物体的接触面的凹凸部分就相互啮合。

当两物体受到外力有相对运动趋势时，两物体的凹凸部分就会相互阻挡，于是产生阻碍相对运动趋势的力，也就是静摩擦力，外力越大，凹凸部分挤压的越紧密，阻力就越大，当然，其中伴有凸出部分的被破坏。

一旦能将凸出部分都破坏掉，物体自然就会发生移动，这一瞬间的静摩擦力最大。

随着凸出部分的被破坏，受的的阻碍肯定会减小，虽然，在向前滑动的过程中会遇到新的阻碍，但啮合部分只是新接触的部分，比移动之前两物体全部接触面都相互啮合，受到的阻碍肯定会有所减小，所以，受到的摩擦力（滑动摩擦力）要小于最大静摩擦力。

不知这样解释是否合适，但感觉比较通俗易懂。

您是否曾经帮助一位朋友重新布置室内的家具，大多数家具可以轻松移动，但较重的居家通常需要多人合作才能推动。

在开始将沙发从房间的一侧推向另一侧之前，通常会讨论将其移动到何处，因为您希望将其尽可能少地移动。

图注：推移沙发刚开始很费劲，那是因为静摩擦导致。

您可能不知道这一点，但是您希望尽量减少移动次数的原因是由于静摩擦和动摩擦。

基本上，一旦您真正使大沙发在地板上移动，保持滑动直到到达新位置要容易得多，而不是间断性的推动它。

为什么会这样？用更具体的科学术语来说，为什么静摩擦大于动摩擦？摩擦学对于不熟悉该词的人来说，“摩擦”是一个物体或表面在另一物体或表面上移动时会遇到的阻力。

有多种类型的摩擦力适用于流体层和其他物质，例如干摩擦、表摩擦、内摩擦、流体摩擦和润滑摩擦。

它们可以适用于物体存在的不同情景，从流体在表面上的摩擦到对象随着形式（化学或物理）变化而产生的内部阻力。

摩擦力是世界上的关键力，考虑到它以无数种不同的方式抵抗和稳定运动。

由于脚与地面之间的摩擦力，我们能够越过地面并获得速度，从而使我们能够“向前”推抵平坦的表面。

同样，在高速公路上行驶或急转弯时，汽车依靠摩擦来保持控制。

摩擦的主要结果是产生热能，因为两个表面之间的摩擦将动能转化为热量。

但是，并非所有的摩擦都是有利的，因为它也会导致磨损，例如鞋底、家具地板表面或汽车轮胎的磨损。

图注：由于摩擦导致轮胎磨损今天，我们将研究两种适用于干摩擦的阻力，即抵抗两个表面接触的固体物体运动的力。

上面的沙发在整个房间中移动的示例是一种干摩擦，这是最常用于我们日常生活的基本类型。

动摩擦与静摩擦当两个物体彼此相对移动时，会发生两种类型的摩擦：静摩擦和动摩擦。

静摩擦力是将静止的物体保持在适当位置的力。

该静摩擦将保持在原位，直到在物体上施加的力克服静摩擦力为止。

无论是静止的还是运动的，重力始终都作用在物体上，因此，为简单起见，可以将其从此讨论中消除。

静摩擦力在讨论静摩擦时，重要的是要降至微观水平。

每个物体的表面在微观尺度上都是不平坦的，无论触摸时感觉如何光滑。

当在显微镜下检查时，即使是全新的光滑地板，也会有凹凸，就像充满山脉和峡谷的表面地形图一样。

更正式地说，这些微小的表面不规则性称为微凸体。

当另一个具有自己独特的不规则性的物体与地板接触时，这些微凸体会相互作用，代表两个表面之间的实际接触点。

尽管盒子看起来像是“平齐”地摆放在地板上，但这只是表面上的接触区域。

只有微观不规则相互作用的特定点才接触，这称为实际接触区域。

在分子水平上，这些实际的接触区域承受着巨大的压力，并且分子间作用力导致分子之间形成某种形式的键合（冷焊）。

这会在两个表面之间形成粘附力，这是抵抗运动的静摩擦的主要元素之一。

但是，这还不是全部。

凹凸的干扰导致表面互锁。

换句话说，一个地形图的山脉可能会落入另一个地形图的山谷。

这进一步导致了静摩擦，因为在克服静摩擦阈值之前，必须通过施加的力使表面的那些区域变形或移动。

在分子间力和表面凹凸的互锁之间，静摩擦代表着很大的力！动摩擦另一方面，动摩擦出现在克服静摩擦阈值的瞬间，即物体开始在另一表面上运动的瞬间。

一旦分子间键断裂并且表面的凹凸不平整，表面就可以彼此滑动。

这并不是说所有相反的力都已消除，但它们减小了。

凹凸表面之间的相互作用将继续，但是由于不断的运动，它们将没有足够的时间彼此“耦合”。

同样，由于压缩而导致的两个表面之间的分子间作用力不会产生。

图注：滑雪是动摩擦一旦消除了与运动相反的两个力，运动就可以更自由地发生，这意味着动摩擦力小于静摩擦力。

实际上，您不需要始终施加使物体运动所需的力来保持物体运动。

通过使对象在另一个对象的表面上滑动时保持其运动，而不是停止并允许静摩擦恢复，可以减少完成运动所需的总能量消耗。

我们生活在动与静、静与动之间不断变化中。

了解这些类型的摩擦背后的基本物理原理，可以让您对世界上一切事物的运动方式有更深刻的认识。