Question

高中物理压强问题

我国著名发明家邹德俊发明的“吸盘式” 挂衣钩如图1－2－15，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上时，可挂上衣帽等物品．如果挂衣钩的吸盘压紧时，它的圆面直径为1/10√πm，吸盘圆面压在墙上有4/5的面积跟墙面完全接触，中间1/5未接触部分间无空气．已知吸盘面与墙面之间的动摩擦因数为0.5，则这种挂钩最多能挂多重的物体？（大气压器p0=1.0×105Pa）

我的问题是，P=FS面积为什么不是圆面积的4/5而是完整圆面积？

Answer 1

你的问题在于：你忽略了摩擦力的一个重要性质——摩擦力与接触面积无关。
　　滑动摩擦力（包括最大静摩擦力）的计算公式是：
　　f　＝　μN；
其中：
　　μ 是滑动摩擦因数：与物体和支撑面的接触面的粗糙度有关，而与接触面积无关；
　　N 是正压力：指的是 “物体与支撑面之间的相互作用力，在垂直它们的接触面方向上的分量”。因为 “相互作用力” 其实是一对作用力和反作用力，所以，上面所说的正压力可以是这二者中的任意一个。记住：正压力只要求与接触面垂直，却没有要求从 “谁” 指向 “谁”。

本题摩擦力所涉及的两物体是：吸盘和墙面；所以，所求的 “正压力” 就是：
　　吸盘对墙面的压力；或：墙面对吸盘的支持力；

而根据吸盘在此方向上受力平衡，可知：
　　墙面对吸盘的支持力　＝　大气对吸盘上的全部大气压力；
所以，求大气压力时所用的面积，是全部而不是　4/5。

Answer 2

因为中间1/5未接触部分间无空气，真空，和那贴在墙上的4/5一样，都受到大气压
而算摩擦力时，接触面就只有4/5圆的面积了。