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1、 摩擦力本质与刹车失灵在日常生活中，人们对摩擦这种现象并不陌生。比如，在冬季结冰的路面上，行人很容易滑倒，但是撒上一层煤渣后，就很安全了；又如人们为了减少机器内部零件的摩擦，便不时地添加润滑油等。这些现象都与摩擦有关。 那么，什么是摩擦呢？摩擦是指互相接触的物体要发生或已经发生相对运动时，在物体的接触面上所发生的阻碍物体相对运动的作用。这种阻碍相对运动的力，叫做摩擦力。由于摩擦力与人的生活息息相关，所以有关摩擦力的研究和探索也一直在进行着。但是，至到今天，人们对于摩擦力的本质，却还认识得不是十分清楚。 最早对摩擦进行实验研究的代表性人物是文艺复兴时期的达芬奇。他对表面光滑程度不同的物质的摩擦作
2、了比较，提出物体间的摩擦程度取决于物体表面粗糙程度的大小，表面愈粗糙，摩擦力愈大，即固体表面的凹凸程度是产生摩擦的根本原因。这一想法后来逐步被发展为一种学说凹凸说。该学说认为：物体表面无论经过何种加工，都必然留下或大或小的凹凸，这种表面凹凸不平的物体相互接触，就必然产生摩擦。有人对此做过这样一个比喻：固体表面的接触，犹如把一列山脉翻过来盖在另一列山脉上一样。由于它们的相互咬合，所以只有把凸部破坏掉，才能使之滑动，这便是产生阻碍相对运动的摩擦力的基本原理。这种学说在很长一段时间里，受到许多人的支持。对于摩擦力本质的另外一种看法是分子说。这是由英国的物理学家德萨古利埃提出的。他认为，摩擦力产生的原
3、因是摩擦面上的分子力相互交错所致。该学说指出，物体表面愈是光滑，摩擦面愈是相互接近，表面分子力就愈大，这样摩擦力也就愈大。但是这种学说由于加工技术上的原因，一直没有得到实验的证实，因而入们对此很难接受。 进入20世纪以后，分子说逐渐得到很多人的支持。一个叫尤因的人首先指出因摩擦引起的能量损失，是因固体表面分子引力场的相互干涉所致，与凹凸程度无关。而另一名著名的学者哈迪，他进行了大量的实验，从而证明了分子说的正确性。他首先把两个物体表面研磨得极光滑，然后来做摩擦实验，结果发现，两物体磨得越光滑，它们之间的摩擦力就越少，但是这种光滑水平达到一定程度时，摩擦力反而有所增加，甚至两个光滑的金属面能“粘
4、”在一起。而这正好证实了分子说的观点：当两个表面的分子互相进入彼此的分子间的引力圈时，两者间就能产生强烈的粘合作用，并以摩擦力的形式显示出来。哈迪的实验为分子说提供了有力的证据，分子说因而获得了广泛的承认，并被进一步发展为“粘合说”。 但是，凹凸说并没有因分子说和粘合说的进展而被完全废弃，它与对立的分子说和粘合说都持之有据，言之有理。有人在这两者的基础上提出了包含凹凸说内容的综合性的现代粘合论。看来，有关摩擦力本质的争论还将继续下去，究竟孰是孰非，人们将拭目以待。汽车刹车的原理是摩擦。 所有的汽车，都要用一种耐磨的刹车片，与汽车旋转部位紧紧贴合，靠摩擦力使转动部位停下来。 被摩擦方式有不同，可
5、以分为鼓和碟两大类。跟自行车类似，鼓的方式，是从内向外张开，刹住旋转的鼓，碟的方式，是从两边夹紧旋转的盘。 刹车动力，最原始的来自人的脚，气动刹车，脚只是一个开关，踩刹车使的劲大小与刹车效果没有关系。液压刹车，动力也是来自人的脚，现在的车有真空助力，一部分动力来自人的脚，大部分动力是发动机产生的真空。刹车过程中，油门和刹车是经常用到的，车辆安全是大家关心的首要问题，而刹车又是汽车安全中非常重要的部分，也是一台辆上最重要的组成部分之一。 行车中如出现制动失灵等故障，后果都将不堪设想。那么汽车的制动系统是如何制动的？为什么会失灵？刹车失灵确实是极少数会出现的事情，一旦发生后果难以预估关于刹车系统的
6、温度：制动系统的温度不高于90叫冷刹车,高于叫热刹车而热刹车的效果都比冷刹车好一些,但不是越热越好,相反太热可能使刹车效果减弱，因为制动器的温度对制动效能的影响是很关键的，该项性能也称为“抗热衰退性”，但是刹车用久了,自然会出现抗热衰退性,所以刹车系统散热也是一大问题。造成摩擦力的原因是物质表面不是无限光滑，不是无限光滑的原因是因为原子的运动，温度的升高能促进分子的运动，使得分子比原来排列更为规则一点，也就是说温度越高，摩擦力越小，但是，温度只能在一定温度范围内一定程度上对原子的运动起影响，但在达到某些特定温度时即不再影响，温度越高，摩擦力越大。 因为摩擦力属于电力相互作用的一种，温度越高，组
7、成两种物质的原子作用力越强，摩擦力越大。两个互相作用的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，沿接触面切线方向有阻碍相对滑动的作用，这种现象称为摩擦；这种阻碍相对滑动的作用力称为摩擦力。 产生机理： 1。相互作用产生形变； 2。物体微观凸凹表面产生相互机械啮合； 3。产生分子粘结现象。根据现代摩擦力理论，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起。把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大
8、，超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿)，超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶(如下图所示)，这时互相接触的两个物体之间距离变小，小到分子(原子)引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合。这时要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服原子(分子)间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。产生摩擦的真正原因在于接触面间的分子力作用，表面越光滑，接触越紧密，分子力的影响就越大，因而摩擦力也就越大。两个互相接触的表面会粘附得非常牢固时，摩擦力很大，会超过正压力，摩擦系数可以等于、大于1，甚至大到使两个物体结合
9、为一个整体。在现代摩擦理论中，还加进了静电作用，光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。摩擦现象的机理实际是非常复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力实际是由电磁相互作用引起的。 上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论 新的摩擦粘附论认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力如果这
10、个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合这时要使两个彼比接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。抗热衰退区热粘性临界值下面我们看一下各种刹车形式的散热能力：鼓式刹车鼓式刹
11、车可以算是最早应用在车辆上的刹车系统，所谓“鼓”就是制动鼓，它安装在车轮上并随车轮一起转动。制动鼓里安装有刹车片，在刹车时，刹车活塞会向外推动刹车片与制动鼓产生摩擦，达到制动的效果。鼓式刹车结构简单，制造成本较低，大多都应用在车辆的后轮。鼓式刹车的最大缺点是散热差。盘式刹车盘式刹车是现在车辆上应用最广泛的刹车系统。刹车盘随车轮转动，在刹车时，刹车卡钳活塞会推动刹车片夹住刹车盘产生摩擦力，来达到制动效果。与鼓式刹车相比，盘式刹车最大的优点就是散热好，反应迅速，由于整个制动机构都是裸露在外的，更利于散热。通风盘式刹车现在大多数车辆都是用前通风盘后盘式刹车。因为这些车辆大多自重很大加速很快，需要更好
12、的制动效果，更短的刹车距离和更好的排水散热效果。为什么会出现热衰减现象？在高速公路上由于地形、地貌、地质条件等因素的限制，在一些特殊困难路段不得不采用连续长下坡。对于下坡的车辆而言，连续长坡路段对车辆的减速制动性能是一个严峻的考验，连续长下坡路段往往是交通事故的多发段。造成交通事故的最主要原因就是由于长时间频繁使用行车制动器，使制动器内温度急剧升高，这些热量根本来不及散掉，只能不断堆积，这样一来，整个刹车盘温度就会越来越高。高到一定程度，有种物理现象就会出现。 刹车热衰减怎么办？1，出发前一定要检查刹车块2，不要让刹车块粘上油3，尽量减少急刹车，使用点刹车4，出现热衰减时，尽量的顺着车的自由减
13、速，不要加速，配合点刹车，让车停下5，千万不能用水或灭火器给刹车系统降温，因为温度的剧烈变化让金属发生淬火现象，造成盘、片开裂。6，主流的解决办法是在刹车盘上划好几道线，帮助散热之余也让刹车盘在高温时还能有点用处。除了划线之外，还有一种办法就是在刹车碟上钻洞。这两种方式主要是加大刹车盘的散热量，延迟衰减的出现时间，对于一些更高性能的车型来说，它们会往刹车盘上添加一些特殊材料，或者换用更大尺寸的刹车盘，这些手段都能很有效地推迟热衰减的出现时机。当然了，有些动辄600马力往上的高性能车或者超级跑车，它们直接就会使用本身就是高致密性结构的陶瓷材料，在其中渗入碳制成碳陶瓷刹车盘，或者采用特种金属制造刹
14、车盘 1 增大物体表面的压力 2.增大物体表面的粗糙程度 3.变滚动摩擦为滑动摩擦 4.变湿磨擦为干摩擦 5.用外力将其粘合 6抽干表面电性7二分法悖论（Dichotomy Paradox）：运动到一点是不可能的。你要到达终点，必须首先到达全程的 1/2 处；而要到达 1/2 处，必须要先到 1/4 处每当你想到达一个点，总有一个中点需要先到，因此你是永远也到不了终点的。其实，你根本连动都动不了，运动到一点是不可能的。实质是减速度为1/2的匀减速运动，它是收敛级数，有永远不能到达的极限存在，而发散的减速运动函数级数可以突破终点，能量发散为，一旦刹车进入此数学计算范围，无论有无热衰减或刹车系统刚
15、刚出厂也可能刹车失灵在日常生活中，人们对摩擦这种现象并不陌生。由于摩擦力与人的生活息息相关，所以有关摩擦力的研究和探索也一直在进行着。文章对常见的干摩擦与湿摩擦进行了叙述，描述了他们的基本定义。摩擦力是物体与物体相接触时，在接触面上产生一种阻止它们相对滑动的作用力。摩擦是一种极为普遍的力学现象，在人类生活、生产中无处不在。不仅固体与固体的接触面上有摩擦（这类摩擦称为干摩擦），就连固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上都有摩擦（这两类摩擦称为湿摩擦）。在干摩擦中，摩擦力按其性质可分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力三种。不同性质的摩擦力，影响其大小的因素亦不相同。一、干摩擦力（一）静摩擦力只要
16、两物体之间存在着相对滑动趋势，就会出现摩擦力。如果滑动趋势不太强，则由于摩擦力的作用，相对滑动不致真正实现，这时的摩擦力称为静摩擦力fS。可见静摩擦力产生的原因是因为物体间有相对运动的趋势。而相对运动趋势产生的原因是有外力作用，因此，产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力，还需要有外力作用。静摩擦力的大小与指向都取决于相对滑动趋势。既然摩擦力是阻止相对滑动的作用力，静摩擦力的指向自然与接触面上相对滑动趋势的指向相反。两物体都受静摩擦力的作用，其指向分别与各该物体在接触面上的相对滑动趋势的指向相反。静摩擦力的大小也取决于相对滑动趋势，没有相对滑动趋势，就没有静摩擦力，即摩擦力大小为零；一有相对滑动趋势，静摩擦力也随之
