静摩擦系数和什么有关

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路面摩擦系数是用来描述路面和车辆之间摩擦力大小的参数。一般来说，它是由路面和轮胎之间产生的摩擦力与垂直于路面的力之比。
摩擦系数的计算可以采用静摩擦系数和动摩擦系数两种方式。
1 静摩擦系数
静摩擦系数指的是，当车辆处于停止或静止状态时，路面和车轮之间的最大摩擦力与其垂直力之比。计算方法为：
μs = F / N
其中，μs为静摩擦系数，F为路面和车轮之间的最大摩擦力，N为车轮对路面的垂直力。这个值可以通过实验或测量得到。
2 动摩擦系数
动摩擦系数指的是，当车辆在行驶过程中，路面和车轮之间的摩擦力与其垂直力之比。动摩擦系数通常比静摩擦系数小，在计算时需要考虑车速和路面状况等因素。
μd = F / N
其中，μd为动摩擦系数，F为路面和车轮之间的摩擦力，N为车轮对路面的垂直力。这个值也可以通过实验或测量得到。
总之，摩擦系数的计算需要参考实验数据和路况情况，以保证安全行驶。

摩擦力是「存在於两接触面间，阻止物体运动的作用力」，所以如果施力不能「克服」摩擦力，物体就不会移动。
如果我们施力去推一张桌子，但它仍然纹风不动，根据两力平衡关系的观念，摩擦力与桌子所受的推力必定大小相等且方向相反。
假设拿一块100公克重的木块放於水平桌面上，连结弹簧秤并施加水平拉力，慢慢增加手上的施力，弹簧秤上的读数会缓缓增加，但起初木块并不移动，直到用力达60公克重时，木块才开始移动。在木块开始移动前，我们虽然施力了，但木块却不移动，为什麼？
根据力平衡的观念，施力拉木块时，必存在一个大小相等，方向相反且作用在同一平面的力，这个力称为静摩擦力。在物体受力而未移动之前，所受的摩擦力统统属静摩擦力，要移动时必须克服的最大摩擦力，就称为最大静摩擦力。
当我们施加水平拉力20公克重时，如果木块未动，此时的静摩擦力大小就是20公克重；当我们施加水平拉力40公克重时，如果木块仍未动，此时的静摩擦力大小就是40公克重。如果我们逐渐增加施加的水平拉力至60公克重时，木块开始由静而动，此一木块在桌上的最大静摩擦力即为60公克重。
假设在实验的桌面贴上一张光滑的纸，这时可能仅需要50公克重的水平拉力，就可以拉动木块，所以最大静摩擦力变成50公克重。再把纸换成玻璃，你会发现可能仅要45公克重的水平拉力就可拉动木块。如果我们在桌面贴上砂纸时，即使用60公克重的力可能也无法拉动这个木块，也许要一直增加到100公克时才可以拉动木块。可见最大静摩擦力的大小，会随著接触面的粗糙程度而改变。接触面愈粗糙，最大静摩擦力愈大；接触面愈光滑，最大静摩擦力愈小。
再来做下一个实验。如果改用重量200公克重的木块，在原来桌面上重覆以上的实验时，会发现拉动木块所需最小拉力变成2倍，换句话说，最大静摩擦力变成了120公克重。可见最大静摩擦力与物体的重量成正比，严格来说，最大静摩擦是与物体与接触面间的垂直作用力（称为正向力）成正比。在本例中，与水平桌面垂直的作用力恰为木块的重量。
静摩擦系数
科学家为了表明两个物体间接触面的粗糙程度，把最大静摩擦力与正向力之间的比值，称为静摩擦系数。在上例中
桌面上的静摩擦系数＝60公克重／100公克重（木块的重量）＝06
纸上的静摩擦系数＝50公克重／100公克重（木块的重量）＝05
玻璃上的静摩擦系数＝45公克重／100公克重（木块的重量）＝045
砂纸上的静摩擦系数＝100公克重／100公克重（木块的重量）＝10
接触面愈粗糙，静摩擦系数愈大，而且静摩擦系数与正向力的大小或接触面积的大小都无关。
若选用同样材质的木块进行实验，当木块重量变大，最大静摩擦力也会变大，但是两者的比值并不会改变，也就是说静摩擦系数不变。若用长方体木块进行上述实验，只要各平面的粗糙程度相同，即使我们用长方体的各个不同平面与桌面接触，最大静摩擦力还是不变。
静摩擦力与动摩擦力
在实际经验里，你会发现当用力拉动了木块之后，所需的拉力会瞬间变小。而且当我们停止拉动时，木块在滑行一段距离后就会停止，滑行的距离与接触面的粗糙程度有关：在砂纸上滑行的木块，很快就静止了；但玻璃垫上的木块，则能滑行较长的距离后才静止。
为什麼会这样？要解释这个现象，就要介绍「动摩擦力」的概念。
施力之后但物体未滑动之前，有一种静摩擦力，大小会随外力而变动。使物体由静到动所需的最小外力，称为「最大静摩擦力」。而物体滑动后所需的摩擦力称动摩擦力。和最大静摩擦力一样，动摩擦力的大小是定值，只随接触面的粗糙程度与正向力的大小而变，但不随外力大小或运动速率而变。
一般而言，动摩擦力通常小於最大静摩擦力，换句话说，动摩擦系数（动摩擦力与正向力的比值）小於静摩擦系数。所以当我们推一件重物时，往往觉得一开始不容易推动，但一旦移动以后，仅需要较少的力就能让物体维持前进。
摩擦力的应用
摩擦力的大小，对生活有很大的影响。人类很早就发现以滚动代替滑动，可减小摩擦。例如所有车轮的运用，均是利用滚动代替滑动。反过来说，刹车时，将车轮固定住，使车轮滑动而不滚动，这样一来车子很快就会因摩擦力变大而停止。此外，轮胎的胎纹设计，除了在雨天可以排除附著在胎面上的积水外，最主要的功能是能增加摩擦力，使车子容易加速。下雪季节里若要开车上合欢山，可别忘了在车轮上绑上链条！这也是为了增加摩擦力，以免发生意外。
有时候，我们会在机械零件上添加润滑油以减少摩擦力，一方面可以省力，一方面可以避免机械磨损。例如脚踏车与机车的齿轮与链条须加润滑油，来保持运作顺畅，汽机车引擎内机油的作用，同样是为了减少机件间的摩擦而来，否则所有车辆的引挚恐怕会因摩擦过热而快速损毁！另一方面，添加粉末也可以减少摩擦力。例如橡皮手套中洒些滑石粉，可减少摩擦，方便戴上与脱下。打撞球的选手，也会在手与球杆上抹上一些粉末，以减少摩擦。
有些交通工具，是利用减少摩擦力，达到高速行驶的目的。例如气垫船之所以能行驶於水面上，就是藉由向下快速喷出的高压气体，让船与水面间形成一道气帘，以减少船底与水面之间的摩擦力，再利用高速的风扇为动力，让气垫船可以在水面上快速移动。磁浮列车的原理也非常类似，它是利用车轮与轨道间磁力相斥来减少摩擦力，加速行驶速率。

刹车片对于汽车和驾乘者来说，可谓性命攸关的零部件，一台车要跑得快还得停得住，而刹车片则是其中最容易被忽视，但又最为重要的部件。马力再大又怎样？停不下来则只是一台杀人机器。

汽车制动部件的工作原理相信大家都清楚了，当踩下刹车踏板时，刹车总泵会在刹车油路中建立压力。压力经由刹车油传送到卡钳上的活塞，活塞受压后推动刹车片夹紧刹车盘或刹车鼓，使得刹车片与刹车盘发生摩擦，以降低车轮的转速让车辆停下。

从原理我们就可以看出，刹车片所扮演的重要角色。一片刹车片主要由以下几部分构成，金属底板、隔热层和摩擦块组成。其中金属底板还有减少噪音、减震等效果，隔热层的目的是防止制动摩擦时产生的大量热量传递到刹车油路中导致刹车油温度升高，产生气泡而影响效果。而摩擦块则负责与刹车碟摩擦摩擦，由摩擦材料和粘合剂组成。

汽车技术一路发展过来，摩擦材料的材质也在一路演进，主要分为几大类：

有机型刹车片

在70年代以前，刹车片当中都含有大量石棉材质，取其耐高温、耐火、摩擦性强等特点，不过由于石棉在生产和使用过程当中产生的粉末对人体有多种伤害，容易导致呼吸系统疾病甚至是致癌，因此目前石棉刹车片已经被全球禁用。

那么目前的有机型刹车片一般也叫做NAO型刹车片（Non-Asbestos Organic，无石棉有机刹车片），当中一般包含有10%-30%的金属材质，此外还包括了植物纤维、玻璃纤维、碳、橡胶、玻璃等材质。

有机刹车片通过多年的发展与材质改进，在耐磨和噪音控制方面都有不错的表现，也比较适合日常驾驶使用。产生的粉尘和对刹车碟的伤害也较少。不过由于材质成本等原因，有机刹车片一般价格稍贵，原厂装车时也一般会在中高端车型上使用。

半金属刹车片

所谓半金属，主要是这种刹车片所采用的摩擦材料中，有大约30%-65%是金属材质——包括铜、铁等等。这种刹车片的特点主要是散热快，耐高温性能好，价格相对较低，而缺点则是由于材质原因，刹车时的噪音会较大，同时金属材质对刹车碟的磨损也会较大。

由于半金属刹车片拥有我们上面说到的特点，所以目前主要有两大应用方向，一是中低端车型的原厂配套刹车片——这个自然是取其价格较低的特点。另一方向则主要是在改装刹车皮领域——由于金属刹车皮耐高温性能好，更适合高性能车款或者是在各种赛事中使用。毕竟这种使用场景中，刹车皮的最高温度分分钟会达到甚至是超过800摄氏度的。所以我们可以看到，不少改装品牌针对激烈驾驶和赛事的刹车皮都有比例较高的金属材质。

陶瓷刹车片

陶瓷刹车片可谓弥补了有机型和半金属型刹车片的不足。它的材质主要是由矿物纤维、芳纶纤维以及陶瓷纤维等多种材质组合而成。一方面，由于没有金属材质，刹车片与刹车碟等发生摩擦时，噪音会明显减小。同时，摩擦过程对刹车碟的损伤也会明显减少。

此外，陶瓷刹车片在高温状态下，摩擦系数依然能保持稳定，避免有机或金属刹车片由于长时间或高速刹车时，由于材质熔化而产生的刹车力度衰减，大大提升了安全性。同时也更加耐磨。

当然，陶瓷刹车片也不是没有缺点的，最大的缺点自然就是贵，一套碳陶刹车系统分分钟几万十几万。另外，在低温环境下，陶瓷刹车片的表现也会比金属刹车片稍有不如。

常用材料摩擦系数
摩 擦 系 数
摩擦副材料 摩 擦 系 数 μ
无润滑 有润滑
钢-钢 015 01-012
01 005-01
钢-软钢 02 01-02
钢-不淬火的T8 015 003
钢-铸铁 02-03 005-015
016-018
钢-黄铜 019 003
钢-青铜 015-018 01-015
007
钢-铝 017 002
钢-轴承合金 02 004
钢-夹布胶木 022 -
钢-钢纸 022 -
钢-冰 0027 -
0014
石棉基材料-铸铁或钢 025-040 008-012
皮革-铸铁或钢 030-050 012-015
材料(硬木)-铸铁或钢 020-035 012-016
软木-铸铁或钢 030-050 015-025
钢纸-铸铁或钢 030-050 012-017
毛毡-铸铁或钢 022 018
软钢-铸铁 02,018 005-015
软钢-青铜 02,018 007-015
铸铁-铸铁 015 015-016
007-012
铸铁-青铜 028 016
015-021 007-015
铸铁-皮革 055,028 015,012
铸铁-橡皮 08 05
皮革-木料 04-05 -
003-005
铜-T8钢 015 003
铜-铜 020 -
黄铜-不淬火的T8钢 019 003
黄铜-淬火的T8钢 014 002
黄铜-黄铜 017 002
黄铜-钢 030 002
黄铜-硬橡胶 025 -
黄铜-石板 025 -
黄铜-绝缘物 027 -
青铜-不淬火的T8钢 016 -
青铜-黄铜 016 -
青铜-青铜 015-020 004-010
青铜-钢 016 -
青铜-夹布胶木 023 -
青铜-钢纸 024 -
青铜-树脂 021 -
青铜-硬橡胶 036 -
青铜-石板 033 -
青铜-绝缘物 026 -
铝-不淬火的T8钢 018 003
铝-淬火的T8钢 017 002
铝-黄铜 027 002
铝-青铜 022 -
铝-钢 030 002
铝-夹布胶木 026 -
硅铝合金-夹布胶木 034 -
硅铝合金-钢纸 032 -
硅铝合金-树脂 028 -
硅铝合金-硬橡胶 025 -
硅铝合金-石板 026 -
硅铝合金-绝缘物 026 -
钢-粉末冶金 035-055 -
木材-木材 04-06 01
02-05 007-010
麻绳-木材 05-08 -
05
45号淬火钢-聚甲醛 046 0016
45号淬火钢-聚碳酸脂 030 003
45号淬火钢-尼龙9(加 057 002
3%MoS2填充料)
45号淬火钢-尼龙9(加 048 0023
30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010 0039 -
(加30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010 007 -
(加40%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-氯化聚醚 035 0034
45号淬火钢-苯乙烯 035-046 0018
-丁二烯-丙烯腈共聚
体(ABS)
注:1表中滑动摩擦系数是试验数值,只能作为近似计算参考
2表中带""者为静摩擦系数
各 种 工 程 用 塑 料 的 摩 擦 系 数
下试样 上 试 样(钢) 上 试 样(塑料)
静摩擦 动摩擦 静摩擦 动摩擦
(塑料) 系数μs 系数μk 系数μs 系数μk
聚四氟乙烯 010 005 004 004
聚全氟乙丙烯 025 018 - -
低密度聚乙烯 027 026 033 033
高密度聚乙烯 018 008-012 012 011
聚甲醛 014 013 - -
聚偏二氟乙烯 033 025 - -
聚碳酸酯 060 053 - -
聚苯二甲酸乙 029 028 027 020
二醇酯
聚酰胺(尼龙66) 037 034 042 035
聚三氟氯乙烯 045 033 043 032
聚氯乙烯 045 040 050 040
聚偏二氯乙烯 068 045 090 052
注:表示粘滑运动
常 用 材 料 的 滚 动 摩 擦 系 数
摩擦副材料 滚动摩擦系数 k,cm
淬火钢-淬火钢 0001
铸铁-铸铁 005
木材-钢 003-004
木材-木材 005-008
铁或钢质车轮-木面 015-025
钢质车轮-钢轨 005
注:表中滚动摩擦系数是试验值,只能作近似参考

最大静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦力”。这个极限摩擦力，以，f最大表示。最大静摩擦力的大小与两物体接触面之间的正压力N成正比，即:fmax＝μ×FN用fmax表示最大静摩擦力，N表示正压力，其中比例常数μ叫做静摩擦系数，是一个没有单位的数值。μ0和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关。不同材质的分子间的距离不同，导致分子间的力不等，从而造成摩擦因数是不等的。