互相接觸的兩個物體，當有相對滑動或有相對滑動的趨勢時，在它們接觸面上出現的阻礙相對滑動的力。

　　摩擦對工程技術和日常生活極為重要。摩擦阻礙物體的運動，使運動能量遭受損失，人類生產的總能量有很大一部分就是這樣被消耗掉的。因摩擦而損失的機械能轉化為熱，使機器中許多滑動面必須冷卻。同時，摩擦還伴隨著表面材料的損失，即發生磨損。磨損使零件的尺寸改變，失去應有的精度和功能。世界上有很大一部分生產力就是用於補充、替換因磨損而變為無用的的零件的。因此，人們采取各種減小摩擦的措施，例如在相對滑動的表面上施用潤滑劑；用輪子、滾柱和滾珠使滑動改為滾動等。但摩擦也有有用的一面，許多傳動與制動設備是通過摩擦起作用的。常用的皮帶傳動功能就是通過摩擦力實現的；汽車和機車的行駛也要依靠地面和鋼軌上的摩擦力。嚴冬冰雪覆蓋路面，有時必須在汽車後輪上加裝鐵鏈或在鋼軌上噴砂，才能產生足夠的摩擦力推動車輛前進。若摩擦力完全消失，則結繩、織佈、打釘、執筆以至坐立行走，都將成為不可能。因此，摩擦又是人類生存所不可缺少的。

　　認識過程　人類對摩擦的認識已有悠久的歷史。史前人類就已認識到摩擦的兩個方面：鉆木取火，即利用摩擦生熱；在重物運輸中采用潤滑劑減小阻力。大約在五千年前就已發明瞭輪子，這說明當時已經知道，為瞭克服摩擦，滾動優於滑動。15世紀中葉，達·芬奇已經發現摩擦力F與載荷N成正比，他在當時的實驗條件下得出瞭不精確的結論：對任何材料，比例系數均為1/4，即F＝N/4。對摩擦的動力學研究隻是在伽利略發現慣性原理，特別是在I.牛頓發表運動三定律(見牛頓運動定律)以後才有可能。G.阿蒙通和C.-A.de庫侖在大量實驗的基礎上，1699年和1781年提出如下的摩擦定律：

　　①互相接觸的兩個物體間的摩擦力，不超過某一最大值F

，這個最大值與接觸面積的大小無關。

　　②摩擦力的最大值和兩個物體之間的法向壓力N成正比，即

F

＝ μN，　　　　　　　　(1)

比例常數 μ稱為摩擦系數。當兩個物體之間隻有相對滑動的趨勢並未發生滑動時，摩擦力 F處於0＜ F＜ F 之間。

　　③摩擦力的方向與物體相對滑動的方向相反，大小與兩個物體之間的法向壓力N成正比，用F′和μ′分別代表在開始滑動之後的摩擦力和摩擦系數，則有；

F′=μ′N。　　　　　　　　　(2)

常數 μ和 μ′分別稱為靜摩擦系數和動摩擦系數。 μ′一般稍小於 μ。在一般計算中，通常假定 μ′不隨相對滑動速度的大小而改變。

　　上述結論隻是粗略的試驗規則，但因發現在力學科學的早期，當時就稱為摩擦定律，又稱庫侖定律。

　　在日常生活或生產中，人們都自覺或不自覺地運用摩擦規律。為瞭便於在地面上行走，鞋底和地面之間的摩擦系數μ應大於0.2，而在某些打蠟地面上μ可能低到0.15，在冰面上則低到0.05，行走時極易滑例。汽車輪胎和公路路面之間的摩擦系數可以高達0.8，而火車輪箍和鋼軌之間的摩擦系數則約為0.2，所以不論開動或剎車，汽車都比火車容易得多。

　　同摩擦系數μ密切相關的是摩擦角ε，它是當放置在斜面上的物體不會自行下滑時，斜面對於水平面的最大傾角。L.歐拉早就證明瞭tgε＝μ。可見隻須量取斜面的傾角ε，就可得出物體與斜面這一對材料之間的靜摩擦系數μ。堆放砂土等松散物料時，自然形成的坡面的傾角不可能大於摩擦角。

　　機理　摩擦力來源於兩個接觸表面之間相互的力學作用。一個固體表面，用肉眼看是光滑的，但放大來看卻是凹凸不平，好象佈滿千峰萬谷。車床上車制的金屬表面，峰高可達5微米，經過仔細研磨，峰高可減至0.1微米，但相對於原子尺度仍然是很大的。所以兩個物體接觸時，真正接觸的隻是表面上的峰點。在這些真正的接觸區域內，兩個接觸表面(圖中的ΔAr)的原子非常接近，原子間有強烈的相互作用力。這些真正接觸的區域稱為粘結點。上圖表示表面間的接觸和粘結點的形成情形。在其他區域，兩個表面的原子之間距離較大，從幾個埃到幾十個埃〔1埃(Å)=10-8厘米〕。這些相距較遠的表面原子之間也有弱相互作用力，但可忽略不計。粘結點面積之和是真正的接觸面積Ar，它比表觀接觸面積A小得多。

　　要使這樣接觸的兩個表面發生相對滑動，勢必以剪切方式破壞所有的粘結點。平行於接觸表面使粘結點破壞所需要的剪切力，就等於摩擦力。如果粘結點的平均剪切強度為τ，則摩擦力為：

　　　　　　　　　F＝τAr。　　　　　　　　　(3)

　　機械加工後的金屬表面佈滿峰和谷，兩個表面在接觸初期實際上隻是點接觸，在法向壓力N的作用下，這些點的載荷很大，使凸出部分發生彈塑性變形，從而使接觸面積增大，形成圖中所示的粘結點。堅硬的材料較難變形，即發生等量的變形需要更大的載荷，所以真正的接觸面積Ar，與法向壓力N成正比，而與材料的硬度H成反比。這裡所說的硬度H是指用壓入法測定的硬度。理論分析表明，真正的接觸面積Ar可以近似地表示為：

　　　　　　　　　Ar＝N/H。　　　　　　　　　(4)

　　根據摩擦系數的定義，從式(3)和式(4)可求得摩擦系數μ：

μ＝F/N＝τ/H。　　　　　　　　(5)

這說明摩擦系數是同接觸表面硬度和粘結點的抗剪強度有關的材料常數，而同法向壓力、表觀接觸面積和滑動速度等因素無關。兩個接觸物體的材料，如果一個較硬，另一個較軟，則粘結點的剪切破壞將發生在材料較軟的一側，因此，摩擦系數決定於較軟材料的抗剪強度和硬度等性能參量。

　　實驗結果證明，對於一般機械加工的表面，摩擦系數同表面粗糙度無關；對於很粗糙的表面，因接觸面上的峰和谷交錯嚙合，會使摩擦系數增大；對於非常光滑的表面，尤其是特別清潔的表面，由於真正接觸面積增大和粘結點粘結強度提高，所以摩擦系數更大。表面越光潔，摩擦系數越大，這是和直覺不同的。

　　大氣中的金屬表面，常附有氧化物薄膜，同時還可能吸附其他物質（例如水蒸氣），使表面受到沾污。這層薄膜阻礙接觸表面的金屬原子直接接觸，降低粘結點的粘結力，使摩擦系數減小。在大氣中，金屬的摩擦系數一般均小於1，例如鈦對鈦的摩擦系數μ為0.45～0.65，對於少數在大氣中穩定的軟金屬（如銦），摩擦系數可高達1.5～2.0。

　　將金屬放在10-5～10-6毫米汞柱(1毫米汞柱=133.322帕)的真空中加熱到一定溫度，並保持一段時間，除去表面沾污，冷卻後測定摩擦系數μ可達5～6。非常清潔的表面互相接觸並受到一定的壓力，甚至發生粘連，不能滑動，在中國工業中把這種現象通俗地稱為咬卡。鐵在發生粘連時，粘結點的強度可達63千克力/毫米2(1千克力=9.80665牛頓)，約為鐵本體的強度。這又證明摩擦力確是來源於接觸表面原子之間的相互力學作用。

　　有兩種常見的摩擦特低的情況：一是在高速滑動時利用流體動力潤滑，使相對滑動的兩個表面被一層完整的流體膜所分隔，摩擦系數通常是0.001～0.003（見潤滑理論）；另一個是利用滾動代替滑動，例如，滾珠軸承的摩擦系數一般在0.002～0.005范圍之內。

　　摩擦振動　動摩擦系數μ′實際上是隨相對滑動速度的高低而改變的。在低速滑動時，摩擦力有可能隨速度的提高而減小；而在速度提高到某一量值之後，摩擦力卻隨速度的提高而增大。因此彈性系統在低速滑動時，有可能產生張弛型的摩擦振動，通常稱為粘滑交替的振動(發生吱吱嘎嘎的噪聲)。一般的規律是潤滑不良或無潤滑的表面，有產生振動的傾向；而潤滑良好的表面不產生振動。摩擦振動在工程中常常是有害的，它不僅降低機構的功能，加劇機件的磨損甚至造成破壞，而且是發生噪聲公害的經常性原因，所以須設法加以消除。但是，拉小提琴時發出的樂音，卻正是由於摩擦振動。