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“摩擦”补遗——达芬奇的贡献

已有 4989 次阅读 2016-3-9 11:12 |系统分类:人物纪事

生活中存在各种各样的摩擦现象,例如机器摩擦久了会造成磨损,所以需要不断润滑。但是摩擦并非全是坏事,实际上我们要正常走路,就不得不借助于摩擦力,而在冰雪上摩擦力很小,所以就容易滑倒。我们的鞋子和汽车的轮胎上面都有各种花纹,那就是为了增大摩擦力而设计的。借助于“摩擦生热”,原始人才发明了钻木取火的方法,人类才进入文明社会。

实际上,从亚里士多德时代人们就已经知道了摩擦的存在和润滑剂的用途,但是直到2000多年之后,才有人对摩擦进行了科学的解释。文艺复兴时期的著名科学家达芬奇就是第一个吃螃蟹的人。

达芬奇指出,物体的材料性质不同,其摩擦力大小也不同。他认为表面越光滑则摩擦力越小,也就是说摩擦力跟粗糙度有关。达芬奇认为摩擦力(实际上应该为最大静滑动摩擦力或者动滑动摩擦力)与物体的重量成正比,并估算出了摩擦因数为0.25,这个数据跟现在的实验结果非常接近。

他还提出了润滑的思想,认为在两个摩擦表面之间加入另外一层物质,会使摩擦力发生很大改变。他用圆形的沙粒放在摩擦表面上,发现摩擦力减小,所以提出把摩擦分为“滑动摩擦”和“滚动摩擦”两类。

在磨损方面,达芬奇指出在相同硬度的材料之间,如果放在其中的第三种物质比前两种材料软,就会因为摩擦而破碎;如果比它们硬,就会填充于两个表面里面,使得表面受到磨损。

达芬奇还指出,同等重量的物体的摩擦力与接触面积无关,这一结论后来被库仑的实验所验证。

 



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