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2 つの物体が接触する場合、それらの表面積の特定の部分のみが互いに接触します。この真の接触面積は、ほとんどの場合、見かけの接触面積または名目上の接触面積のごく一部にすぎません。接触する 2 つの物体に関して、接触面積は、一方の物体の原子がもう一方の物体の原子と真に接触している名目上の面積の一部です。物体は凹凸があるために完全に平らになることはないため、実際の接触面積 (微視的スケール) は通常、巨視的スケールで見かけの接触面積よりもはるかに小さくなります。接触面積は、変形による 2 つの物体間の垂直力に依存する場合があります。[1]
接触面積は、接触する物体の形状、荷重、および材料特性によって異なります。2 つの平行な円筒間の接触面積は、狭い長方形です。2 つの非平行円筒の接触面積は楕円形ですが、円筒が 90 度で交差している場合は円形の接触面積になります。2 つの球の接触面積も円形です。
摩擦と接触面積
多くの材料では、 F = μNであることは経験的事実です。ここで、Fは滑り摩擦の摩擦力、μは摩擦係数、Nは法線力です。滑り摩擦が面積に依存しないことを簡単に導出することはできません。
接触面積を決定する方法
実際の接触面積を決定する方法の 1 つは、接触面積に依存する物理的プロセスを通じて間接的に決定することです。たとえば、ワイヤの抵抗は断面積に依存するため、金属の接触面積は、その領域を流れる電流(たとえば、 電極の表面から別の電極へ) を測定することによって見つけることができます。
参照
参考文献
- ^ Zhai, C.; Hanaor, D.; Proust, G.; Gan, Y. (2015). 「フラクタル粗面における応力依存の電気接触抵抗」。Journal of Engineering Mechanics . 143 (3): B4015001. doi :10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000967.
