淺談摩擦力在日常生活中的作用

史文珍

摘要：什么叫摩擦力？摩擦力與我們的生活息息相關(guān)，有益時(shí)需要增大摩擦，有害時(shí)需要減小摩擦。

關(guān)鍵詞：生活中的摩擦力 摩擦力的利與弊 假如沒有摩擦力

當(dāng)物體與另一物體沿接觸面的切線方向運(yùn)動(dòng)或有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢時(shí)，在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運(yùn)動(dòng)的作用力，這種力叫摩擦力。接觸面之間的這種現(xiàn)象或特性叫“摩擦”。摩擦是一種極為普遍的力學(xué)現(xiàn)象，在人類生活、生產(chǎn)中無處不在。不僅固體與固體的接觸面上有摩擦，就連固體與液體的接觸面或固體與氣體的接觸面上都有摩擦。摩擦力通常分為滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力、滾動(dòng)摩擦力[1]，發(fā)生在兩個(gè)相對靜止有相對運(yùn)動(dòng)趨勢的物體的接觸面上的摩擦力，稱為靜摩擦力。我們把物體間有相對滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力叫滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫滾動(dòng)摩擦力。摩擦力的方向和物體相對運(yùn)動(dòng)方向或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢方向相反。靜摩擦力的大小隨外力的增大而增大，隨外力的減小而減小，一直增大到剛剛好使物體開始滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫最大靜摩擦力。滾動(dòng)摩擦要比滑動(dòng)摩擦小的多。例如在旅行箱下裝輪子就是使箱子變滑動(dòng)為滾動(dòng)，從而減小箱子與地面間的摩擦力，而使我們很省力拉動(dòng)箱子。在我們的世界中，處處都有摩擦力存在，而在我們的衣、食、住、行等等各方面都離不開摩擦力。

1 生活中的摩擦力

我們知道踢出去的足球會(huì)慢慢停下來，是由于受到摩擦力的作用。用力推一輛汽車，沒有推動(dòng)，也是由于摩擦力的作用。切磚表演，也是憑借摩擦作用，能把磚一塊塊地粘在一起，直到粘一大疊而不掉下來。摩擦力，在雜技演員手中可以造成許多奇妙的景象?；疖囶^對車廂的拉力來源于火車車輪和鐵軌之間的摩擦力。風(fēng)吹過海面時(shí)，風(fēng)對海面的摩擦力以及風(fēng)對海浪迎風(fēng)面施加的壓力，迫使海水向前移動(dòng)，便形成了風(fēng)海流[2]。在摩擦層里，風(fēng)走在粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，風(fēng)速不得不減小下來。由于地表粗糙程度不一，摩擦力的大小不同，風(fēng)速減小的程度也就不同。一般來說，陸面摩擦力比海面大；而在陸面上的摩擦力，山地又比平原大，森林又比草原大。摩擦力不僅會(huì)削弱風(fēng)速，同時(shí)也干擾了風(fēng)向，木匠在把木板磨光滑的工作中，是用砂紙?jiān)谀景迳峡可凹埡湍景瀹a(chǎn)生的摩擦力將木板打磨平滑的；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)靠與皮帶的摩擦力將動(dòng)能傳給發(fā)電機(jī)發(fā)電；傳遞帶把貨物往上運(yùn)的過程中，如果沒有摩擦，則貨物要沿斜面下滑，所以物體有沿斜面下滑的趨勢，所以傳送帶給了貨物一個(gè)沿斜面向上的靜摩擦力的作用，以阻礙貨物向下滑的運(yùn)動(dòng)趨勢；人們洗手時(shí)雙手摩擦把手上的灰塵洗掉；洗衣機(jī)洗衣時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)使衣服和水產(chǎn)生摩擦；吃東西時(shí)牙齒和食物發(fā)生摩擦；用拖把擦地；用布擦桌子；用板擦擦黑板都會(huì)產(chǎn)生摩擦力[3]。在我們的生活中只要物體相互接觸都會(huì)產(chǎn)生摩擦力。

2 摩擦力的利與弊

人走路要利用鞋底與地面間的摩擦，這個(gè)摩擦就是有益的，為了增大摩擦，鞋底上有凹凸不平的花紋，使接觸面粗糙些。要使制動(dòng)后的汽車快點(diǎn)停下來，就要利用輪胎與地面間的摩擦力，下雪天路滑，摩擦力小，剎車時(shí)不容易停住，因而發(fā)生交通事故。為了減少這類事故的發(fā)生，人們在輪胎上弄了凹凸不平的花紋，在下雪時(shí)還在馬路上撒上灰渣，以增大摩擦，防止車子打滑。以上都是有益摩擦對人們的幫助，所以我們要合理利用并要想辦法增大這些有益摩擦[4]。

在現(xiàn)代汽車中，20%的功率要用來克服摩擦；飛機(jī)上的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)因摩擦損耗的功率要占10%，就是最先進(jìn)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)也要為克服摩擦損耗2%的功率。世界上有數(shù)以萬計(jì)的汽車、數(shù)以萬架的飛機(jī)，這樣每年要有多少燃料被白白浪費(fèi)掉，真是可惜。但更為嚴(yán)重的是，摩擦還會(huì)造成機(jī)器零部件的磨損。據(jù)報(bào)道，英國在這方面損失每年要超過20億美元。摩擦除了導(dǎo)致磨損之外，還會(huì)使航空和航天器過度發(fā)熱，這更是現(xiàn)代科技遇到的又一難題。當(dāng)飛機(jī)著陸的時(shí)候，閘閥和閘輪會(huì)摩擦產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，這樣的高溫使機(jī)閘材料變軟、變質(zhì)，一幅價(jià)格昂貴的閘瓦和閘輪，往往只使用了幾次就報(bào)廢了。當(dāng)宇宙飛船返回地面的時(shí)候，由于高速船體與空氣之間的摩擦，會(huì)使整個(gè)船體成為一個(gè)通紅的火球，為了保護(hù)飛船里的宇航員和各種儀器設(shè)備，人們不得不付出昂貴的代價(jià)，用耐高溫的特種合金制造船體，并且還在外面加裝了耐高溫材料[5]。因此，減小這些摩擦所帶來的損耗，是我們需要一直研究的問題。

3 假如沒有摩擦力

假如地球上沒有摩擦力，世界將會(huì)變成什么樣子呢？

在穿的方面，假如沒有摩擦力，會(huì)怎樣呢？我們將會(huì)穿不上鞋子，穿不上褲子，皮帶會(huì)扣不住，衣服在穿上后滑落下來，紐扣也會(huì)扣不住，女的臉上畫的妝也會(huì)因?yàn)闆]有摩擦力而脫落，就是帽子戴上后也會(huì)因?yàn)闆]有摩擦力而滑下來。

在吃的方面，如果沒有摩擦力，又會(huì)怎樣呢？我們的筷子、勺子、鍋鏟就都報(bào)廢了，沒有用了。我們不能以任何方式弄起我們的食物，就算放在嘴里的東西也會(huì)無法控制地到處亂竄，吃下去的東西會(huì)直接排出，沒有吸收的時(shí)間，因?yàn)闆]有了摩擦力，食物的殘?jiān)膊粫?huì)在體內(nèi)停留，大家想象得到，這樣的話，可想而知，人體的廢物也會(huì)這樣沒有節(jié)制地排出。

在行的方面，沒有摩擦力，我們將會(huì)寸步難移，因?yàn)榧日静环€(wěn)，也無法行走。比如在冰上步行，由于冰滑，走不多遠(yuǎn)就累得滿頭大汗。圓珠筆會(huì)寫不出字，墨也會(huì)流出來，而且我們也拿不起筆。我們不能開車，上了車以后油門踩不下去，剎車踩不動(dòng)，離合也不動(dòng)了，就算踩了油門車也動(dòng)不了[6]。我們還面臨著上不了樓的問題，因?yàn)闆]有摩擦力，我們爬不了樓梯，電梯的傳動(dòng)軸也帶不動(dòng)電梯。假如沒有摩擦力，螺釘就不能旋緊，釘在墻上的釘子就會(huì)自動(dòng)松開而落下來。家里的桌子，椅子都要散開來，并且會(huì)在地上滑過來，滑過去，根本無法使用。

在住的方面，如果沒有摩擦力，被子不能被拿起來，也蓋不到背上，蓋上了之后也不能隨意的調(diào)整被子的位置，起床時(shí)會(huì)因?yàn)闆]有摩擦力而起不來[7]。

當(dāng)然了，沒有摩擦力也有好的一面，牙齒上不會(huì)再有任何細(xì)菌，牙縫中也不會(huì)再塞上東西，頭屑不會(huì)再落在衣服上，也不會(huì)夾在頭發(fā)里，拉又大又重的東西也不會(huì)覺得費(fèi)力，火箭在發(fā)射時(shí)的速度可以變得很快。在火箭返回艙穿越大氣層世界不會(huì)與空氣摩擦而產(chǎn)生高溫，手也不用再洗，因?yàn)樯厦婧芨蓛簦?xì)菌都沒有一個(gè)。而磁懸浮列車也可以開得很快。打火機(jī)也會(huì)打不著，從而會(huì)少許多抽煙的人。沒有摩擦力的世界我們很難接受，因?yàn)樗淖兞撕芏嗥綍r(shí)我們所熟知的東西[8]。摩擦力是我們?nèi)粘Ｉ畈黄鹧蹍s是至關(guān)重要的存在，它使我們周圍的世界看起來是今天的樣子。如果沒有它，一切都將改變。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫詩鑄，黃平.摩擦學(xué)原理（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[2]周仲榮，謝友柏.摩擦學(xué)設(shè)計(jì)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2000.

[3]孟祥寶.關(guān)于摩擦力的幾個(gè)奇妙現(xiàn)象[J].物理教學(xué)探討，2012，30（441）.

[4]張青.摩擦力在生活中的應(yīng)用[J].百家雜談，2011（133）：105.

[5]陸國召，摩擦力教學(xué)反思[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2012，5（41）：65-67.

[6]王琳.淺談摩擦力[J].科技資訊，2009（07）.

[7]顧邦學(xué).淺談摩擦力[J].中專物理教學(xué)，1995（01）.

[8]李書文.生活中的物理現(xiàn)象解釋[J].中學(xué)物理，1995（01）.