我们先来看一部电影的内容介绍:护士简尼开着刚刚从修车部取来的车,去姐姐家接了孩子,准备把孩子送到妈妈家。朋友艾德自己的车送去修理,但又必须赶去开会,因此搭乘她的车一同上路。途中,一个滑板少年在车前摔倒,他的滑板坏了,身体受了轻伤,于是又多了一个搭车者。不料上到高速公路后,车子接连出现故障,油门踩下去后卡死起不来,刹车则完全不起作用,车子无法停下。失去控制的车以80km/h、90km/h、100km/h、120km/h……的速度,像一匹脱缰的野马在公路上急奔。所有的办法都试过了,车子还是停不下来。车上的人命运如何?当然是有惊无险。
这是美国电影《极速惊魂》中的情节。但是,如果在现实中出现这种刹车失灵的事件,恐怕就没有那么幸运了。对于处在高速运动状态的汽车,想停却停不下来的后果将是极其严重的,多数是车毁人亡,惨不忍睹。
汽车没有了刹车,就是没有了将车轮从快速滚动的运动状态及时变成滑动状态的能力,从而无法利用车胎与地面的滑动摩擦使汽车停下来。
这时摩擦力是个关键。汽车就是靠摩擦力运动,而又靠摩擦力停下来的。如果没有摩擦力,任何运动既不会启动,也不会停下来。我们应该说,幸亏有摩擦力。
事实正是如此。
我们在认识了万有引力之后,会有一个疑问,既然万有引力是一个定律,也就是任何物体之间都有引力,否则就不能说是万有,也不能称为定律。但是,我们平时为什么没有看到物体之间的引力作用呢?
原因很简单,这是因为在地球上物体之间的引力太小,在一般情况下,根本就无法克服物体在运动时所受到的摩擦力。例如,两个站着的人之间距离2m远时,相互之间的引力还不到9.8×10 -8 N。现在假设这两个人是站在木地板上,这两个人的脚与地板的摩擦力等于其重力的30%,以一个中等身材的人(体重按60kg)计算,这个力至少要有176N,才能使人移动。那种微小到可以忽略的引力,不能使这两个人互相自动靠近。
当然,如果没有摩擦力,即使再小的引力,也会作用于物体让其移动。仍然以两个人为例,如果没有了摩擦力,这两个人即使在不足十万分之一牛的引力的作用下,也会慢慢地相互靠近。
由此可见,摩擦力使地球上几乎所有物体之间的引力不可能发挥作用。或者说地球上任意两物体之间的引力不足以克服物体与地面所产生的摩擦力。因此,我们也就无法感知万有引力的作用。
至于摩擦力的作用,则不只是抵消了地球上的物体之间的万有引力这么简单。事实上,关于摩擦力的本质,目前并没有肯定的结论,仍在讨论之中。但是摩擦力的作用,特别是在人类生活中的作用或者说利用,则比比皆是。只不过有时要加以利用,有时则要克服而已。
摩擦力不只是在互相接触的物体之间存在,在运动物体所在的介质中也存在,即在空气和水中的运动,除了两个相互接触的物体以外,运动物体与空气和水也会产生摩擦力,这时表现为运动的阻力,多数情况下是有害的。例如,航天器离开和回到地球时,都会与空气摩擦而产生高热,导致航天器外壳温度达到2000℃以上,对航天器的安全构成极大威胁,要采取许多措施加以缓解。当然,对于跳伞运动,空气阻力就是有利的了。
温馨提示 :摩擦力和万有引力都是自然力,自然界中无处不存在。若没有它们世界会成为什么样子?读者不妨想象一下,那真是一个无法生存的悲惨世界。