提起摩擦力,人們并不陌生。千百年來,人類一直在利用摩擦力,同時也設法和摩擦力進行斗爭。
摩擦會損壞物品,這在我們的日常生活中天天可以見到。衣服、鞋子穿久了會破,車胎、機械零件用久了會磨損,這都是摩擦引起的破壞。
摩擦會阻止運動。火車、輪船等交通運輸工具需要克服摩擦力才能行進,機器克服摩擦力才能夠運轉……
摩擦會產生熱,使物體損壞或燒毀。—般說來,速度越快,產生的熱量越多。車床由于高速切削,刀具和工件之間摩擦所產生的熱能夠使它們變軟損壞,所以,在切削加工時,必須不斷用冷卻液體降溫。人造衛星、火箭等以很高的速度在大氣層中運動的時候,會因與空氣摩擦而產生很高的溫度,所以,要采取降溫措施和使用耐高溫材料。
總之,摩擦給人們帶來數不清的麻煩。你也許會想,如果沒有摩擦力該有多好啊!不,人們離開了摩擦力,簡直就無法生活。
如果沒有摩擦力,你家中的—切物品將滑向屋子里最低的角落,墻上的釘子將被拔出來,鏡子會落到地上;早晨你想起床,可是怎么也爬不起來,要想走出房間,那更是寸步難行。更嚴重的是,如果沒有了摩擦力,世界上的一切生物都無法生存。所有植物都無法牢固地扎根于土壤中,微風就會把它們連根拔起來;一切房屋都不能建造,因為磚石、木料都沒辦法固定在一起;螺釘也擰不緊,機器更無法制造。
如果再看看沒有摩擦力的自然界,那將是江河奔騰,海浪滔天,颶風不止,山崩地裂,一切運動都會無休止地進行下去。
顯然,摩擦力并不是可有可無的,它是人類生存的必需。
有時候,人們還需要加大摩擦力哩!比如在機械傳動中,有時必須用皮帶傳遞運動,這就要適當增大皮帶與皮帶輪之間的摩擦力;我們腳下的鞋子底,自行車輪胎等都做成凸凹不平的紋理,也是為了增大與地面之間的摩擦力,以防打滑;日常生活中使用的打火機、火柴等點火器具也用摩擦力來幫忙。
由此看來,摩擦力既有利又有害。我們只有弄清楚摩擦是怎么回事兒,才能更有效的利用它來為人類服務。
有人解釋說,摩擦力是由于物體表面粗糙而產生的。是的,如果我們把物體表面放在顯微鏡下觀看,就會發現,即使是光滑的金屬表面也到處都是“山峰”和“峽谷”。摩擦時,這些“山峰”和“峽谷”相互咬住,只有折斷那些“山峰”,摩擦物體才能相對運動。所以,物體表面越粗糙,摩擦力越大,這似乎是有道理的。
但是,這種說法并不全面。有時表面十分光滑的物體之間,摩擦力反而會增大。如果物體表面的凸凹差最大不超過萬分之五毫米,那么,它們之間的摩擦力會顯著增大。只要有2平方厘米的接觸面,便要用500克的力量才能使這兩個光滑表面分開,就好像粘在一起一樣。這是什么道理呢?原來,物質都是由分子組成的,分子之間存在著吸引力。當物體接觸面光滑到一定程度時,兩個物體表面的分子十分接近了,以至于分子之間的吸引力起了作用,把它們緊緊地吸在一起,摩擦力便增大了。
此外,摩擦力的大小還與壓力和溫度等有關。
摩擦力的秘密到今天還沒有完全揭開。隨著對摩擦力認識的深入,人們—定會更好地利用它。