摩擦角虚拟实验

力学 · 静摩擦

实验原理

摩擦角定义

当物体处于临界滑动状态时,极限全反力R_max(支持力N与最大静摩擦力f_max的矢量合力)与法线方向之间的夹角称为摩擦角

自锁现象

当斜面倾角 θ ≤ φ 时,无论物体质量多大,都能保持静止,这种现象称为自锁
θ > φ 时,物体将沿斜面下滑。

受力分析公式

正压力
重力分力
最大静摩擦
实际全反力
极限全反力

控制面板

角度对比

斜面倾角 (地面与斜面夹角)
摩擦角 (法线与R_max夹角)
45° 90°
物体状态 静止

实时数据

正压力
重力分力
最大静摩擦
实际摩擦力
实际全反力

受力图例

G - 重力 (竖直向下)
N - 支持力 (垂直斜面)
f - 摩擦力 (沿斜面向上)
R - 实际全反力
R_max - 极限全反力

操作指南

  • R(橙色实线):实际全反力,静止时竖直向上
  • R_max(灰色虚线):极限全反力,显示摩擦角φ
  • • φ是法线R_max的夹角,只与μ有关
  • • 当 θ > φ 时,物体沿斜面从右向左下滑