龍學鋒
拔河比賽比的是什么?很多人會說:當然是比哪一隊人的力氣大啊!其實,答案是否定的,因為根據牛頓第三定律,力的作用是相互的,甲隊拉乙隊的力和乙隊拉甲隊的力,是一對作用力和反作用力,是大小相等的,不存在誰大誰小的問題。那么,大家感到奇怪的是,既然甲隊拉乙隊的力和乙隊拉甲隊的力是相等的,為什么是甲隊勝,而不是乙隊勝呢?問題出在哪兒呢?
在這個問題中,甲隊拔河比賽勝了,意味著甲隊向后退了,我們選擇甲隊作為研究對象進行受力分析。甲隊受到重力、地面的支持力、乙隊對甲隊的拉力、地面對甲隊的摩擦力共四個力的作用。其中,重力和地面支持力是一對平衡力。甲隊之所以后退,說明地面對甲隊向后的摩擦力大于乙隊拉甲隊的力。對拔河的兩隊進行受力分析就可以知道,只要所受的拉力小于與地面的最大靜摩擦力,就不會被拉動。由此可見,要想贏得拔河比賽,關鍵是增大腳與地面之間的摩擦力。假如一隊力氣較大的運動員站在光滑的冰面上,另一隊力氣較小的運動員站在普通的地面上,兩隊進行拔河比賽,顯然,站在冰面上的那一隊是不會取勝的。
如何增大腳與地面之間的摩擦力呢?首先,摩擦力的大小與接觸面的壓力大小有關,接觸面粗糙程度一定時,壓力越大摩擦力越大。其次,摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關,壓力一定時,接觸面越粗糙,摩擦力越大。
拔河比賽中,通常如下做法可以幫助我們加大取勝的概率。
第一,拔河時穿一雙鞋底帶有凹凸花紋的鞋子,就能夠加大摩擦力。
第二,在挑選拔河的隊員時,一定要找體重比較重的人參加。因為體重越重,對地面的壓力就越大,摩擦力也會增大。
第三,在比賽過程中,人要使勁向后仰,身體傾斜度要達到45度以上,腳在前面,身體在后面。身體的重心一定要低,因為低一點,不容易被拉跑。另外雙腳不要離開地面,以摩擦移動為宜。
以上,不管是哪種方法,其目的都是想法設法加大地面對腳底的摩擦力,以取得比賽的勝利。
在外太空玩拔河是什么體驗?可以像在地球上一樣使勁地拉拽嗎?還是會有完全意想不到的情況發生?曾經在太空中進行的實驗表明,失重狀態下的拔河游戲與地球上截然不同。在地球上,拔河中輸掉的一方會被拉向勝利的一方,而在太空中,雙方會彼此牽拉,最終彼此撞在一起。之所以會出現這樣的結果,原因在于牛頓第三運動定律:兩個物體相互作用時,彼此施加于對方的力大小相等,方向相反。換句話說,當你對一個物體施加力時,物體也會反過來對你有同樣大小的作用力。我們很難挪動一塊大石頭,因為它太重了;但是你可能不會意識到,在你推石頭的同時,石頭也對你有同樣大小的作用力。如果沒有摩擦力把你牢牢固定在地面上,你就會被向后推開。