如何减少摩擦

F_{f =}µ* f_N

在哪里F_f是摩擦力，F_N是力正常的移动的物体，并且µ是摩擦系数。

物体的法向力是垂直于物体与产生摩擦力的表面接触的侧面的力。例如，如果你有一个块在平地上水平移动，法向力指向地面90°角。

力的单位是牛顿(以艾萨克·牛顿爵士命名)，等于1(kg)(m) / s²。的摩擦系数以希腊字母为象征µ(“亩”)无量纲的，这意味着它没有单位。无量纲数帮助科学家、数学家和工程师比较不同物体的相同特征。本质上，摩擦系数描述了一个物体在另一个物体上移动的容易程度。你的泳装在水滑梯上的摩擦系数很低，冰上溜冰刀的摩擦系数也很低。我们认为这些物体很滑。街道上汽车车轮的橡胶具有较高的摩擦系数，这就是为什么当没有施加力时，汽车最终会停止移动。摩擦系数甚至更高，在自然界中，你可以推，推，但是摩擦系数太大，岩石的法向力太大，你可能根本无法移动岩石。

问题:

观察运动中的摩擦，确定哪些表面和条件产生的摩擦力最小。

材料

• 轻便纸板箱(如鞋盒)
• 气球
• 剪刀或美工刀(找个大人帮你!)
• 一盒塑料吸管
• 卷尺或尺
• 用胶水或透明胶带粘住
• 笔记本
• 铅笔或钢笔

过程

1. 让大人帮你在纸板箱的一端剪一个小洞。
2. 将气球插入孔中，使气球的头部在盒子内，开口在盒子外。
3. 吹起气球，用指尖捏住气球的末端。不要把它系起来。
4. 同时仍然捏气球关闭，把气球车放在一个平坦的台面，桌子，或地板上，并标记起点。

5. 放开气球，测量盒子飞行的距离。
6. 重复给气球充气到相同的大小，然后松开气球，测量在不同表面上飞行的距离。适合测试的表面是地毯、混凝土(如人行道)、泥土或草地。
7. 回到你测试的第一个平面，放一排大约3英尺长的平行吸管。
8. 给气球充气，标记起点，把气球车放在稻草跑道上。
9. 释放气球。测量并记录行进的距离。

10. 在步骤6中尝试的不同表面上重复步骤8。
11. 沿着盒子底部的长度用胶水或胶带粘上两根吸管，就像雪橇一样。这会产生更多还是更少的摩擦?为什么?

12. 给气球充气，标记起点，然后在你之前测试过的表面上释放气球汽车。
13. 给气球充气，标记好起点，然后让气球车穿过稻草跑道。
14. 分析你的结果!哪个设置有最多的摩擦?哪个设置的摩擦最小?

结果

光滑、平整的表面，如木地板或厨房台面，与粗糙、不平整的表面(如混凝土、草地和地毯)相比，摩擦系数较小。

在地面上放置平滑的吸管，这样可以减少摩擦，让气球车飞得更远。

在箱子底部加上“雪橇轨道”也可以让气球车飞得更远。

为什么?

重要的是，每次都要测量到气球车上的同一点，这样你就可以可靠地比较实验不同部分的距离。在一次试验中比较从起点到盒子后面的测量值，在另一次试验中比较从盒子前面的测量值，将是没有意义的比较。

光滑的表面产生的摩擦最少，是最容易在上面行走的表面类型。摩擦系数，也就是材料的特性，在这里是最低的。把“雪橇导轨”放在箱子的底部，摩擦力会更小，因为接触面积小得多，这意味着摩擦力作用的面积更小。

当你使用稻草跑道时，你实际上创造了一个简单的有轮子的机器。当你试图移动放在平面上的鞋盒时，你是在对着它工作滑动摩擦。车轮和圆形物体会产生另一种摩擦，叫做滚动摩擦。滚动摩擦系数比滑动摩擦系数小得多，也容易克服得多。