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排除法走一波。自然界四大基本作用力,萬有引力,電磁相互作用力,強(qiáng)相互作用力,弱相互作用力。強(qiáng)相互作用力是強(qiáng)子之間的作用力,弱相互作用力是W和Z玻色子的交換引起的,萬有引力是有質(zhì)量物質(zhì)之間的相互吸引,電磁相互作用力是電和磁的相互作用。肯定不是前三種,所以是最后一種電磁相互作用。

我知道讀者肯定不滿意上面的回答。那讓我們認(rèn)真分析一波。

摩擦力是一個(gè)蠻復(fù)雜的力,科學(xué)家們至今也沒有完全明白摩擦背后的物理機(jī)制。

十五世紀(jì)達(dá)芬奇提出摩擦為物體自重的四分之一,十七世紀(jì)法國物理學(xué)家艾蒙頓認(rèn)為摩擦力只與載荷有關(guān),與接觸面積無關(guān)。后來有一個(gè)英國物理學(xué)家提出摩擦起源于分子間的粘附力的作用。到了十八世紀(jì),庫倫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),他認(rèn)為摩擦?xí)r凹凸不平的面嵌在一起造成的。

怎么解釋摩擦力的本質(zhì)是電磁力?圖源來自參考資料

二十世紀(jì),Prandtl和Tomlinson提出了Prandtl-Tomlinson模型,這個(gè)模型認(rèn)為:

C和B是兩個(gè)原子,另外一個(gè)原子是D,如果D原子離B原子比較遠(yuǎn),D原子從B原子的旁邊走近,D原子會把B原子靠近拉,當(dāng)D原子遠(yuǎn)離B原子時(shí),B原子又會彈回來。這是一個(gè)穩(wěn)定的過程,沒有任何能量消耗,也就不可能有摩擦。

但是,如果這個(gè)D原子,離B原子比較近,它走近的時(shí)候會把B原子拉過來,離去時(shí)候,B原子突然回彈過去引起B(yǎng)原子彈性振動。這就相當(dāng)于B原子在不斷地振動,一旦振動就消耗了能量,就有摩擦損失。

1896年,原子力顯微鏡被發(fā)明,人們可以從原子層面上研究摩擦力的本質(zhì),Prandtl-Tomlinson模型基本被證實(shí)了。后來超快激光被人們發(fā)現(xiàn),人們又可以進(jìn)一步研究摩擦過程中聲子的耗散,電子耗散以及結(jié)構(gòu)的演變。

總的來說,目前主要認(rèn)為摩擦力是表面之間的黏附,表面的粗糙程度,表面形變等多種復(fù)雜情況組合產(chǎn)生。無論是表面原子間的黏附,還是表面不平整的相互刮蹭,都是分子和原子的相互作用力,其本質(zhì)就是一種電磁相互作用力。

參考資料:

Hanaor D , Gan Y , Einav I . Static friction at fractal interfaces[J]. Tribology International, 2016, 93:229-238.

Friction

摩擦力會消失嗎?| 雒建斌

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