一、重力
重力是由于地球和物體間的互相吸引而產(chǎn)生的,吸引力的大小和兩個(gè)物體的質(zhì)量、物體間的距離有關(guān)系,因而在地球的不同位置處重力和質(zhì)量的比值不相等,重力的大小不相等。質(zhì)量和重力是兩個(gè)不同的物理量。在地球的任何地點(diǎn),一個(gè)物體的質(zhì)量不會(huì)產(chǎn)生變化,把這個(gè)物體帶到月球上,用天平稱(chēng)量時(shí),其質(zhì)量數(shù)值仍然等于在地球上所測(cè)得的數(shù)值。而物體所受的重力由于地球上不同地點(diǎn)的g的差異,在不同的地點(diǎn)會(huì)有不同的數(shù)值。由于月球的質(zhì)量比地球的質(zhì)量小,所以月球的引力比地球弱,月球上g的數(shù)值大約只有地球g的數(shù)值的1/6,所以在月球上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的重力也只是在地球上測(cè)得的數(shù)值的1/6。
二、彈力
彈力,又稱(chēng)彈性力。當(dāng)物體受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),在物體內(nèi)部即產(chǎn)生一種抗拒形變力圖使物體恢復(fù)原來(lái)形狀的力,這種力就叫做彈力。
彈力產(chǎn)生于直接接觸的物體之間,并且以物體產(chǎn)生彈性形變?yōu)橄葲Q條件。所以,凡是相互接觸而且發(fā)生彈性形變的物體之間都存在著彈力的相互作用。同時(shí),由于產(chǎn)生形變,物體內(nèi)部各部分之間也存在著彈力相互作用。物體的形變是多種多樣的,所以產(chǎn)生的彈力也以各種不同形式表現(xiàn)出來(lái)。我們平時(shí)所說(shuō)的壓力、支持力、拉力、推力、張力等等,這些名稱(chēng)是從力的作用效果而加以區(qū)分的,它們的實(shí)質(zhì)都是由于物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的,所以這些力實(shí)質(zhì)上都是彈力。
在彈性限度內(nèi),彈力的大小跟形變成正比;達(dá)到平衡時(shí),彈力大小等于引起形變的外力。彈力的方向就兩個(gè)物體之間來(lái)說(shuō),總是跟引起形變的作用力的方向相反。兩個(gè)堅(jiān)硬物體之間由于拉伸或壓縮形變產(chǎn)生的彈力,其方向垂直于接觸面,并且與形變的趨向相反;繩索等柔軟物體與其他物體之間由于拉伸形變而產(chǎn)生的彈力,其方向沿柔軟物體本身,也和形變的趨向相反。
彈力產(chǎn)生的原因。在彈性限度內(nèi),物體受到外力作用發(fā)生形變時(shí),物質(zhì)的分子之間要發(fā)生相對(duì)位移,這時(shí),分子間的引力與斥力的平衡狀態(tài)被破壞。當(dāng)對(duì)物體施加壓力時(shí),分子之間的距離變小,斥力較引力增加得快,分子之間斥力作用占優(yōu)勢(shì),物體就表現(xiàn)出彈性壓力;如果對(duì)物體施加拉力,就會(huì)增大分子之間的距離,此時(shí)引力比斥力增加得快,分子間引力作用占優(yōu)勢(shì),物體就表現(xiàn)出彈性張力。當(dāng)外力撤去后,正是這種引力或斥力作用,使物體恢復(fù)原來(lái)的形狀。
三、摩擦力
摩擦力產(chǎn)生的原因,摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)接觸表面之間。我們用肉眼看到的光滑固體表面,當(dāng)用放大鏡觀察時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)其表面是凸凹不平的,好像布滿了高峰山谷一般。因此,當(dāng)兩個(gè)物體相互接觸時(shí),真正接觸的只是物體表面的峰丘。在這些真正接觸的區(qū)域內(nèi),兩個(gè)接觸表面的原子非常接近,原子之間具有非常強(qiáng)的相互作用力。在接觸點(diǎn)以外的其他區(qū)域,兩物體表面的原子之間的距離比較大,從幾十納米到幾百納米。這些原子之間的相互作用力比較弱,與真正接觸區(qū)域相比可以忽略不計(jì)。而接觸區(qū)域的面積之和要比物體表現(xiàn)面積小得多。
當(dāng)兩個(gè)接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)候,勢(shì)必要以剪切的方式破壞原來(lái)所有的接觸點(diǎn),使兩個(gè)接觸表面的凸起部分相碰撞而產(chǎn)生斷裂、磨損,從而形成了對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的阻障。
對(duì)于非常光滑的表面,尤其是特別清潔的表面,由于真正接觸面積增大和接觸點(diǎn)粘結(jié)強(qiáng)度提高,摩擦力也很大