牛頓運動定律與力

靜摩擦力(static friction)

靜摩擦力是讓靜止物體在被推時不滑動的那股抓力。輕輕靠在一個沉重的箱子上,它不動,因為靜摩擦力回推,剛好抵消你的推力。你推得越大,它回推得越大,直到一個上限。它回答的問題是:為什麼停在緩坡上的車不會滑下去?

靜摩擦力是一種平行於表面的接觸力,作用在「沒有滑動」的物體上,抵抗任何想讓它滑動的力。它不是一個固定的數值;它會取剛好足以阻止運動所需的值,直到一個最大值。這個最大值是 f_s(max) = mu_s 乘以 N,其中 mu_s 是靜摩擦係數,N 是正向力。只要施加的力低於 f_s(max),物體就維持不動。

一旦施加的力超過 f_s(max),物體就掙脫並開始滑動,此時換動摩擦力接手。靜摩擦力通常比動摩擦力強(mu_s > mu_k),這就是為什麼把一個物體推動比讓它繼續移動更難,也是為什麼東西起步時常常會突然一頓。

一個 10 kg 的板條箱放在地面上,mu_s = 0.4。在你的推力超過 f_s(max) = 0.4 乘以(10 乘以 9.8)= 39.2 N 之前,它都不會動。你用 30 N 推,靜摩擦力就悄悄配上 30 N,所以箱子維持不動。

靜摩擦力會升高來配合你的推力,直到達到最大值,物體才開始滑。

靜摩擦力只在沒有滑動時作用,而且只有在「即將滑動」的臨界點才等於 mu_s 乘以 N。在那之前,它就只是剛好平衡其他力的那個值,常常小於最大值。

又稱
f_s靜摩擦