摩擦阻力,或称表面阻力,是当人体在水中向前运动时,身体周边的水沿着身体表面轮廓向身体运动方向相反的方向流动时所产生的一种阻力。
水以平行的片流,依各片流不同的速度,沿着相对运动的人体或物体的边界面向人体或物体运动相反的方向流动。由于流体粘滞性的客观存在,当流体经人体或物体时,会产生液体分子在物体表面的浸润与粘着,使靠近物体或人体表面的片流分子与物体表面上的水分子微粒相互作用而发生摩擦,片流与其波及的外层片流的摩擦层层波及构成边界层水流,流体受粘滞性所引起的切应力制动作用的总和就是流体施加在物体或人体表面上的体表摩擦力。
摩擦阻力对飞机、赛车、快艇等流线型好而又告诉运动的物体关系很大(往往要占总阻力的70%以上),对游泳的速度也有一定影响。当前在高水平的游泳竞赛中,常常以百分之一秒定胜负,摩擦阻力也引起了人们的重视。为了减小摩擦阻力,人们采用薄而光滑的衣料做泳衣,并使游泳衣紧贴身体。有的运动员为了使自己的皮肤尽可能的光滑,还在赛前进行刮毛。但是为了使比赛条件相等,规则规定运动员在比赛时不准在身上涂抹任何改变水的自然性质的各种物质,如油脂之类的润滑剂。
摩擦阻力就是磨擦力,只是此时磨擦力充当的是阻力而已。
磨擦力产生的原因:
两个相互接触的表面,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^-8m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,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黏合。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。
产生摩擦力的机理: 目前,摩擦力产生的原因科学上还没有定论。摩擦力产生的原因一直以来是科学家们探索的课题,因此,提出了种种科学假说:摩擦的凹凸说、摩擦的粘附说、新的摩擦粘附论等。(注:摩擦力是一种很常见的力。摩擦力是一种接触力);【注意】 目前,还是沿用较早的摩擦的凹凸说,其大意是:与物体接触的表面粗糙不平,有的物体人眼看起来很光滑,其实也不平,当物体做相对运动或有相对运动趋势时,凹凸部分会对其产生阻碍作用。
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