在我们生活的环境里,摩擦总是以不同的方式出现,而且经常出人意料。摩擦对万物起着至关重要的作用。假如有一天,我们的世界突然没有了摩擦,那很多我们已经习以为常的现象恐怕就会变成另外一番模样了。
对于摩擦现象,瑞士物理学家 纪尧姆 曾有过一段生动的描述:
当我们走在结冰的道路上时,为了让自己能够站稳不摔倒,我们花了多少力气,做出了多少滑稽的动作!这时,我们才不得不承认:平时我们行走的地面是多么“善解人意”!当人们在很滑的路上骑自行车,或是在柏油路上骑着马儿,一不小心滑倒的时候,一定会觉得平时走的路真好啊,可以不费力气地保持平衡。通过研究这些习以为常的现象,就会发现摩擦带给我们多少好处。在应用力学上,人们常常把摩擦视为一种很不好的现象——这没有问题,所以工程师总是想方设法减少或者消除机器上的摩擦,并且也确实做到了这一点。不过,试图消除摩擦只适用于很小的范围,在大多数情况下,我们可是需要感谢摩擦的。因为摩擦的存在,我们才能够安心地行走坐立、工作;因为摩擦的存在,书和墨水才不会滑到地板上,桌子才不会滑到墙角,钢笔才不会从指间溜出去……
摩擦还能够帮助物体保持稳定。木工刨平地板,使桌椅能够老实地待在人们放置的地方。如果不是在左右摇晃的船上,我们将杯、盘、碟子放在桌子上后,也不用担心它们会从桌面上滑走。
因为摩擦总是自觉地出现,所以除了在特殊情况下,我们一般是想不到利用摩擦来帮忙的。
我们不妨设想一下,如果摩擦消失了,世界会怎样?不论是巨大的石块还是微小的沙粒,任何物体都将无法相互支撑。于是,所有的物体都会滑落、滚动,直到到达同一个平面才会停下来。如果没有了摩擦,连我们生存的地球也会像流动的海洋,直到成为一个表面一般高矮的圆球。如果没有了摩擦,墙上的钉子会自己掉下来;我们的手也无法拿住任何东西;人类也将无法建造任何建筑物;旋风起来了,将会一直刮下去,无法停下来;当我们说话时,也会听到回音不断响起,因为声音从墙上反射时不会遇到任何阻碍物,所以回音也得不到一点儿削弱。
当道路结冰时,我们总能意识到摩擦的重要性。因为在摩擦力特别小的时候,行人随时都有可能滑倒。
1927年10月的一份报纸曾报道过这样一件事情:
伦敦21日消息——由于道路结冰现象严重,城市汽车和电车运输遇到很大困难。另外,因为路面太滑,大约有1400人摔倒导致手脚受伤而被送进医院。
在海德公园附近,有三辆汽车刹车不及,与两辆电车相撞,相撞后汽油爆炸,车辆被全部烧毁。
巴黎21日消息——道路结冰现象在巴黎及其近郊普遍出现,导致大量不幸事件发生……
虽然路面结冰,摩擦力变得特别微弱,对行人不利,但是可以在技术上利用这种微小的摩擦力,比如,常见的雪橇就利用了冰面的光滑。如图所示,还有一个好的例子就是“冰路”。在平滑的冰路上,两匹马就可以拉动装有70吨木材的雪橇,所以人们可以利用冰路,将树木从砍伐的地方运送出去。图中,A是车辙,B是滑木,C是压紧了的雪,D是路上的土基。
图 满载木材的雪橇在冰面上前进。两匹马可以拉动70吨的木材。
图 雪橇马车在冰路上行进的图示。