在我们的周围,有各种各样出乎意料的摩擦现象。有时甚至连我们想不到的地方,也会有摩擦现象。如果摩擦从世界上突然消失的话,许多普通的现象都会完全按照另一种方式进行。
法国物理学作家希洛姆曾经对摩擦作用有过生动的描述:
我们有时候走上结冰的路:为了使身体不至跌倒,我们得用多少力气;为了站稳,又得做多少可笑的动作!这就不得不使我们承认,我们平时所走的路面具有多么宝贵的性质,使我们毫不费力就能保持平衡。当我们沿着光滑的马路骑自行车滑倒的时候,或者马沿着柏油马路滑倒的时候,我们也会产生同样的想法。通过研究类似的现象以后,我们就可以看出摩擦带给我们的后果了。工程师极力消除机器上的摩擦,并且收到了很好的成果。在应用力学里,经常把摩擦说成是最不好的现象。这当然是对的,但是也只有在几个狭窄的专业领域里面才是对的。至于在其他情况下,我们还应当感谢摩擦:它使我们毫不畏惧地行走、坐立和工作,使书和墨水不会掉到地板上,使桌子不会自己滑向墙角,使钢笔不会从指尖滑掉。
摩擦是一种非常普遍的现象,除了很少几种特别的情况以外,我们用不着去找它帮忙,它自己就会出现在我们面前。
摩擦有助于稳定。木匠弄平地板,是为了使桌子和椅子放在该放的地方。放在桌子上面的盘子、碟子、杯子,只要不是在正在摇晃的轮船里,不用我们管,它们会一动不动地留在桌子上。
我们设想,假如已经完全没有摩擦了。那时候任何物体,无论是大石块或是小沙砾,就再也不能互相支持了:所有的东西都要滑着,滚动着,直到铺成一个平面为止。如果没有摩擦,地球就会像流体一样,变成一个没有高低的圆球了。
对此我们可以补充说,在摩擦消失的情况下,铁钉和螺钉会从墙上滑出来,我们的手也不能拿任何东西,刮起的旋风就永远不会平息下来,我们会不断地听到回声,它从墙上反射回来,一点儿也没有被削弱。
每一次地面上结冰,都会使我们清楚地认识到摩擦的重要性。遇到街上结冰的时候,我们会毫无办法,并且随时都有滑倒的危险。下面就是从报纸上摘下来的几段消息(1927年12月):
伦敦,21日消息,由于地面结了冰,伦敦的街车和电车行动都发生困难。大约有1 400人摔倒后手脚骨折等等,而被送入医院。
在海德公园附近,三辆汽车和两辆电车相撞,由于汽油爆炸,全部车辆被完全摧毁……
巴黎21日消息,巴黎的路面结冰,导致其市区和郊区发生了许多不幸的事件……
但是在冰面上的极小的摩擦力,也可以用在技术上面。日常用的雪橇就是一个例子。更好的例子是在结冰的路面,用它把树木从采伐地运到铁路或者浮送站。在这种平滑的路面上,两匹马能够拉动载有70吨木材的雪橇(图22)。
图22 上面是载货雪橇在结冰的路面上,两匹马拉运了70吨货物。
下面是结冰的路面:А、车辙;B、滑轨;С、压实的雪;D、道路土基。
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