生活中的自锁现象及其意义摘要 :力学中有一类现象 , 当物体的某一物理量满足一定条件时, 无论施以多大的力都不可能让它与另一个物体之间发生相对运动, 物理上称这种现象为“自锁”
生活中存在大量的自锁现象, 例如维修汽车时所用的千斤顶就是根据自锁原理设计的 , 但首先我们必须先研究其发生的条件,然后根据不同需要来运用自锁原理 , 自锁现象是力学中的一种特有现象,当自锁条件满足时, 外力越大,物体保持静止的能力越强, 不论该力多大,物块都不会滑动
关键字 :自锁现象、自锁条件、摩擦角、应用1、引言生活中很多的技术都运用到了自锁, 但自锁有利也有弊, 必须了解发生自锁或不自锁的条件, 以便利用自锁,所以需要通过研究自锁的原理来应用在生活中
自锁的定义: 仅在驱动力或驱动力矩作用下,由于摩擦使机构不能产生运动的现象
2、自锁现象产生条件一、首先让我们了解一下水平面上的自锁现象如图 (1a) ,重力为 G的物体 , 放置在粗糙的水平面上,用适当大小的水平力F1推它时 , 物块总会运动
但当用竖直向下的力F2 去推,物块则不会运动
既使F2的方向旋转一个小角度变成F3 来推 , 物块也不一定会运动
只有当力的方向与竖直方向的夹角超过一定角度变成F4时,用适当的力推动,物块才可能运动,而小于这一角度,无论用多大的力都不可能推动它
当物体与支持面之间粗糙,一旦存在相对运动趋势,就会受静摩擦力作用,设最大静摩擦因数为μ, 则最大静摩擦力为NMFf
如图(1b)中,水平面对物体的作用力 F ( 支持力与静摩擦力的矢量和)与竖直方向的夹角a,满足NFftan
a称为摩擦角,无论支持力FN如何变 ,a 保持不变,其大小仅由摩擦因数决定
现讨论发生自锁的条件
设用斜向下的推力F 作用于物体 , 方向与竖直方向成θ 时 , 如果满足)cos(sinmgFF,无论用多大的力也推不动物体