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自锁现象

法向段景营负尽做范程反力N与摩擦力F的合力R称为支持面对物体的全反力。

即摩擦力来自F达到最大值Fmax时,这时的夹角a也达到最大值b,把b称为摩擦角。

tanb=F/N=μN/N=μ

此式表明:摩擦角b的正切等于静摩擦因数。

即:μ≥tanθ

  • 中文名 自锁现象
  • 外文名 Self-lock
  • 学科 物理
  • 相关物理量 摩擦角

摩擦角与自锁现象

摩擦角

  法向反力N与摩擦力F的合力R称为支持面对物体的全反力。

  即摩擦力F达到最大值Fmax时,这时的夹角a也达到权术行商航类第了最大值b,把b称为摩擦角。

  tan鲜原年作b=F/N=μN/N=μ

  此式表明:摩擦角b的正切等于静摩擦因数。

  即:来自μ≥tanθ

特点

  物块平衡时,静摩擦力不一定达到最大值,可在零与最大值Fmax之间变化,所以全约束角与法线间的360百科夹角α也在零与摩擦角t之间变化。

自锁现象

  如果作死开笑宪拉乡或谓造吃液用于物体的主动力的合力Q的作用线在摩擦角之内,则无论这个力怎样大,总有一个全反力R与之平衡,物体保工列觉州圆激余星依持静止;反之,如果主动力的合力Q的作用线在摩擦角之外,名征则无论这个力多么顺春换算外范喜没里小,物体也不可能保持平衡。这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁服冲条件。物体在这种条件下的平衡现象称之自锁现象。

知识点主要内容

  物块平衡时,静摩擦力不一定达到最大值,可在零与最大值之间变化,所以县零杆呀验批活著解全约束力与法线间的夹角 φ也在零与摩擦角 之间变化.

  由于静摩擦力不可能超过最大值,因此全约束力的作用线也不可能超出摩擦角以外,政更啊即全约束反力必在摩擦角之内。由此可知:

  (1)如果作用于物际曾西敌普免主持本止米块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角 之内,则无论这个力怎样大,物块必保持静止。称这种现象为 自锁现象 。因为在这种情况下,主动力的合力 与法线间的夹角 ,因此,主动力的合力 的作裂围磁用线必在摩擦角之内,而全约束力的作用线也在此摩擦角之内,主动力的合力 和全约束力 必能满足二力平衡条件,如图所示,所以物块必静止。工程实际中常应用自锁原理设计一些华夜机构或夹具,如千斤顶、压榨机、圆锥销等,使它们始终保持在平衡状态下工作。

  (2)如果全部主动力的合力 的作用充创展看搞军娘线在摩擦角 之外,则无论这个力怎样小,物块案皇而航哪预领供一定会滑动。因为在这种情况下,全部主动力展面题换色言诗发利又么的合力 的作用线已在摩擦角之外,全约束力的作用线不可能出现在摩擦角之外,不能满足二力平衡条件,如图所示,所以物块不会静止。应用这个道理,可以设法避免发生自锁现象。

测定静摩擦因数

  利用摩擦角的概念,可用简单的试验方法,测定静摩擦因数。如图所示。

  把要测定的两种材料分别做成斜面和物块,把物块放在斜面上,并逐渐从零起增大斜面的倾角 θ ,直到物块刚开始下滑时为止。记下斜面倾角 θ ,这时的 θ 角就是要测定的摩擦角 ,其正切就是要测定的摩擦因数。理由如下:由于油成洲愿乐压缩物块仅受重力和全约束力作用而平衡,所以重力与全来自约束力应等值、反向、共线,因此沿垂直线,重力与斜面法线的夹角等于斜面倾角 θ 。而当物块处于临界状态时,全360百科约束力与法线间的夹角等于摩擦角 ,也即误雷歌血却书θ=φ。所以摩擦因数为tan命任践旧常还除θ。

斜面的自锁条件

  下面讨论斜面的自锁条件,活维附选学沿即讨论物块 A在铅直载重 的作用下(上图),不沿斜面下滑的条件。由前面分析可知,只有当

  时,物块不下滑,即斜面的自锁条件是斜面的倾角小于或等于摩冲阿肉界色擦角。

  斜面的自锁条件就是螺纹 (图a)的自锁条件。因为螺纹可以看成为绕在一圆柱体上的斜面,如图b所示,螺纹升角 θ 就是斜面的倾角,如图c所示。螺母相当于斜面上的滑块 A,加于螺母的轴向载荷,相当于物块 A的重力,要使螺纹自锁,必须使螺纹的升角 θ 小于或等于摩擦角 。因此螺纹的自锁条件也是 。

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