“功”“过”各半的摩擦
在我们的日常生活中,处处和摩擦打交道。提到摩擦,使人常常联想到磨损、发热等,其实对摩擦的这种认识是不全面的。
两物体相互接触,发生在接触面上的阻止物体相对运动的力,被称为摩擦力。
实际上摩擦力并不总是和人作对,它也常常默默地助人。没有摩擦力的帮助,走路对人来说就变成了很困难的事;汽车也无法行驶。想想在冰面上活动或行走的情景,使得我们不得不重新认识摩擦。
假如你站在非常光滑的冰面上,想走动起来。你用力想把左脚向前移动,此时在你身体内部有许多力的传递,但归根到底就好像两脚受到两个作用一样。一个力 F1 推动左脚向前,另一个力 F2 使右脚向后,两力F1 和 F2 大小相等、方向相反,它们能使你的双脚分开来,而你的身体仍然留在原地。假如在粗糙的表面上,那么作用在右脚上的力 F2 被作用在右脚鞋底上的摩擦力 F3 所平衡(完全平衡或局部抵消),而加在左脚上的力 F1(左脚向前迈,在空中没有与地面的摩擦)就推动左脚向前,全身重心也就跟着向前移动了。左右脚交替进行,在摩擦力的帮助下的上述过程,人就向前走了。
如果没有摩擦力,我们的世界、我们的生活将变得异常艰难。不光人无法行走,车辆无法开动,甚至连吃饭,穿衣都成了问题:饭将从我们嘴里滑掉,衣服既抓不住也穿不到身上,人无法拿工具和文具,各种工作和劳动都一事无成。不能劳动将意味着生存受到威胁。如果没有摩擦力,对质量不大的物体来说,非常微小的万有引力也表现出来了,地球上所有的物体将像流体一样,不断地滚着,滑着⋯⋯这样的世界里人类是无法赖以生存的。所以人们在日常生活和生产中不但依赖摩擦,而且还常常设法增加有益的摩擦。如你在爬山时穿上橡胶底的运动鞋防滑;汽车在冰道上行驶时,路面要撒些炉渣或沙子,或者在车轮胎上缚防滑链等。
事物都是一分为二的。刚才我们介绍的是摩擦力作为人类助手的一面;不过有时候,摩擦力也确实给我们增加了一些麻烦。如各种机械和车辆内部有很多转动和滑动的部件,它们转动时由于摩擦而使机器发
热,甚至能把机器烧坏等。
产生摩擦力的原因,是由于互相接触的两个表面凹凸不平所引起的。当一个物体在另一个物体上滑动时,两个物体凸起的部分相互“咬合”在一起,阻碍运动的发生。
运用和摩擦有关的物理学知识,我们可以更好地指导实践活动。比如,若需增大有利的摩擦,我们可以用增加两个物体的接触面积,增大接触面的粗糙度等方法。若要减少有害的摩擦,可以采用润滑剂或减少物体间的相互接触面积,变滑动为滚动等方法来达到目的。