摩擦力

正向力

正向力 (Normal Force)
國立臺灣大學物理系蘇冠禎

正向力怎麼來的?

當物體放在一個平面上時,這個平面會因形變而產生一個推向此物體的力,因為這個力垂直平面,所以被稱為正向力(normal force),normal在此就是「垂直」的意思。

想像一下,你站在一個墊子上,這個墊子會向下產生形變而給予你一個向上的正向力,此力與你身體的重力抵消,使你不會掉下去。在真實世界裡「剛體(rigid body)」並不存在,也就是說,每個物體都能夠產生形變,所以即使你是站在堅硬地板上,地板一樣會形變而提供正向力,只不過它形變的程度非常微小罷了。

正向力有多大?

想像在一個電梯裡,你站在體重機上面,體重機數值顯示的就是機器內部彈簧形變的程度,我們將此數值稱為「視重」。此時你受到兩個力,一個是地球給你的重力向下,另一個是體重機給你的正向力向上。

摩擦力(Friction)與汽車的驅動(Automobile Layout)

摩擦力(Friction)與汽車的驅動(Automobile Layout)
國立彰化高級中學物理科賴文哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

討論汽車運動時輪胎所受到摩擦力的方向,須要先確定此輪胎是否為驅動輪,以及是否正在作加速運動。1950年代以前的汽車絕大部分都採用後輪驅動(rear-wheel drive)方式,此後隨著前輪驅動(front-wheel drive)和四輪驅動(four-wheel drive)車的普及,後輪驅動車所佔的比重逐漸下降。目前,大部分的卡車,注重加速性的轎車或跑車仍採用後輪驅動方式,而大部分的轎車都採用前輪驅動方式,越野車則多採用四輪驅動方式。因大部分的汽車引擎置於汽車前段,採用前輪驅動可減少機械驅動過程,不但較為省油,且前輪之正向力較大,可提供較大的摩擦力。但一般的貨車仍採用後輪驅動,因為裝載貨物時後輪正向力較大,以後輪驅動可提供較大的摩擦力。

摩擦力簡介(Brief Introduction of Friction)

摩擦力簡介(Brief Introduction of Friction)
國立台灣師範大學附屬高級中學物理科陳智勝老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

摩擦力是阻止物體沿介面間的正切方向相對運動的力,可以發生在固體、流體層或材料分子間。摩擦力通常分成幾種形式:

(1)乾摩擦力:阻止固態物體表面相對運動的力。乾摩擦力也可以分成靜摩擦力與動摩擦力兩種。其中靜摩擦力是指兩物體尚未發生相對運動時,物體表面間的阻力。而動摩擦力則是物體已經產生相對運動時,物體表面間的阻力。
(2)潤滑摩擦力:在物體相對運動之間,存在一層流體層,此時所造成的摩擦力。
(3)流體摩擦力:不同的流體層相對流動,彼此間所造成的摩擦力。
(4)表面摩擦力:物體在流體中,受到流體在物體表面拖曳(drag),所造成的摩擦力。
(5)內部摩擦力:物體在形變過程中,內部分子間相對移動所造成的摩擦力。