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，有益時需要增大摩擦，有害時需要減小摩擦。

關鍵詞：生活中的摩擦力 摩擦力的利與弊 假如沒有摩擦力

當物體與另一物體沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的趨勢時，在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力，這種力叫摩擦力。接觸面之間的這種現象或特性叫“摩擦”。摩擦是一種極為普遍的力學現象，在人類生活、生產中無處不在。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摩擦力、靜摩擦力、滾動摩擦力[1]，發生在兩個相對靜止有相對運動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時受到的摩擦力叫滑動摩擦力。當一個物體在另一個物體表面滾動時產生的摩擦力叫滾動摩擦力。摩擦力的方向和物體相對運動方向或相對運動的趨勢方向相反。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時產生的摩擦力叫最大靜摩擦力。滾動摩擦要比滑動摩擦小的多。例如在旅行箱下裝輪子就是使箱子變滑動為滾動，從而減小箱子與地面間的摩擦力，而使我們很省力拉動箱子。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，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。風吹過海面時，風對海面的摩擦力以及風對海浪迎風面施加的壓力，迫使海水向前移動，便形成了風海流[2]。在摩擦層里，風走在粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，風速不得不減小下來。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。摩擦力不僅會削弱風速，同時也干擾了風向，木匠在把木板磨光滑的工作中，是用砂紙在木板上靠砂紙和木板產生的摩擦力將木板打磨平滑的；汽車發動機靠與皮帶的摩擦力將動能傳給發電機發電；傳遞帶把貨物往上運的過程中，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沿斜面向上的靜摩擦力的作用，以阻礙貨物向下滑的運動趨勢；人們洗手時雙手摩擦把手上的灰塵洗掉；洗衣機洗衣時轉動使衣服和水產生摩擦；吃東西時牙齒和食物發生摩擦；用拖把擦地；用布擦桌子；用板擦擦黑板都會產生摩擦力[3]。在我們的生活中只要物體相互接觸都會產生摩擦力。

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。要使制動后的汽車快點停下來，就要利用輪胎與地面間的摩擦力，下雪天路滑，摩擦力小，剎車時不容易停住，因而發生交通事故。為了減少這類事故的發生，人們在輪胎上弄了凹凸不平的花紋，在下雪時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]。

在現代汽車中，20%的功率要用來克服摩擦；飛機上的活塞式發動機因摩擦損耗的功率要占10%，就是最先進的渦輪噴氣發動機也要為克服摩擦損耗2%的功率。世界上有數以萬計的汽車、數以萬架的飛機，這樣每年要有多少燃料被白白浪費掉，真是可惜。但更為嚴重的是，摩擦還會造成機器零部件的磨損。據報道，英國在這方面損失每年要超過20億美元。摩擦除了導致磨損之外，還會使航空和航天器過度發熱，這更是現代科技遇到的又一難題。當飛機著陸的時候，閘閥和閘輪會摩擦產生紅熱現象，這樣的高溫使機閘材料變軟、變質，一幅價格昂貴的閘瓦和閘輪，往往只使用了幾次就報廢了。當宇宙飛船返回地面的時候，由于高速船體與空氣之間的摩擦，會使整個船體成為一個通紅的火球，為了保護飛船里的宇航員和各種儀器設備，人們不得不付出昂貴的代價，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，世界將會變成什么樣子呢？

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

在吃的方面，如果沒有摩擦力，又會怎樣呢？我們的筷子、勺子、鍋鏟就都報廢了，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無法控制地到處亂竄，吃下去的東西會直接排出，沒有吸收的時間，因為沒有了摩擦力，食物的殘渣也不會在體內停留，大家想象得到，這樣的話，可想而知，人體的廢物也會這樣沒有節制地排出。

在行的方面，沒有摩擦力，我們將會寸步難移，因為既站不穩，也無法行走。比如在冰上步行，由于冰滑，走不多遠就累得滿頭大汗。圓珠筆會寫不出字，墨也會流出來，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，離合也不動了，就算踩了油門車也動不了[6]。我們還面臨著上不了樓的問題，因為沒有摩擦力，我們爬不了樓梯，電梯的傳動軸也帶不動電梯。假如沒有摩擦力，螺釘就不能旋緊，釘在墻上的釘子就會自動松開而落下來。家里的桌子，椅子都要散開來，并且會在地上滑過來，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整被子的位置，起床時會因為沒有摩擦力而起不來[7]。

當然了，沒有摩擦力也有好的一面，牙齒上不會再有任何細菌，牙縫中也不會再塞上東西，頭屑不會再落在衣服上，也不會夾在頭發里，拉又大又重的東西也不會覺得費力，火箭在發射時的速度可以變得很快。在火箭返回艙穿越大氣層世界不會與空氣摩擦而產生高溫，手也不用再洗，因為上面很干凈，細菌都沒有一個。而磁懸浮列車也可以開得很快。打火機也會打不著，從而會少許多抽煙的人。沒有摩擦力的世界我們很難接受，因為它改變了很多平時我們所熟知的東西[8]。摩擦力是我們日常生活不起眼卻是至關重要的存在，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：

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

[2]周仲榮，謝友柏.摩擦學設計[M].成都：西南交通大學出版社，2000.

[3]孟祥寶.關于摩擦力的幾個奇妙現象[J].物理教學探討，2012，30（441）.

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

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

[6]王琳.淺談摩擦力[J].科技資訊，2009（07）.

[7]顧邦學.淺談摩擦力[J].中專物理教學，1995（01）.

[8]李書文.生活中的物理現象解釋[J].中學物理，1995（01）.