试问,世上有没有想动却动不了的运动状态?回答是肯定的:有。
以我们熟悉的汽车为例。前面说到过,如果没有摩擦力,汽车是动也动不了的。汽车刹车时需要利用摩擦力,这个很容易理解。我们有时在街上听到汽车刹车时的刺耳声音,就是刹车系统失灵了,金属片与刹车片摩擦时发出的。我们还可以在公路的地面上常发现有汽车轮胎在刹车时与地面摩擦留下的长短不一的黑色胶轮印迹。这是汽车刹车后,车轮滚动骤然停止,轮胎因惯性以滑动形式与地面摩擦留下的轮胎印。司机和修车人员往往通过观察这种急刹车后地面上轮胎印的长度来衡量汽车的刹车系统是否合格。显然,如果刹车不灵,留在地面上的轮胎印迹就长,如果刹车系统效果好,留在地面上的轮胎印就会很短。
那么,为什么没有摩擦力汽车也无法开动呢?
我们已经注意到汽车轮胎表面有与运动鞋底一样的增加防滑功能的起伏的花纹。这些花纹不只是用来刹车时增加与地面的摩擦力,也是汽车运行中保证汽车发动机的动力通过车轮转换成前进动力的关键。
我们可以做一个实验:在结冰的路面上,将一辆汽车的车轮换成光滑没有花纹的硬塑料轮,然后发动汽车,看是否可以开动起来。答案是很明显的,这辆车无法开动。无论你如何踩油门,车轮在原地飞转,但车子就是不动。不要说换成光滑的没有花纹的车轮,就是使用平常标准车胎的汽车,下雪天陷在泥坑里开动不了的情况也经常发生。因此,下雪天行驶的汽车,给车胎装上防滑链,就是为了增加车轮与地面的摩擦力。
现在我们清楚了,滚动的车轮要与地面保持一定的摩擦力,才可以将滚动的力量转换成一部分前进的力量,没有摩擦力或者摩擦力太小,都不可能将滚动的力转换成足够的牵引力,汽车也就不会向前开动。
尽管摩擦是一种极为普遍的现象,但是人们却并没有认识到我们日常生活与摩擦力有着重要的关系,或者说没有意识到我们的实际生活是离不开摩擦力的。例如,要抓住物体,需要摩擦力,打了肥皂的手就很难抓紧物体;机械传动的皮带需要摩擦力,否则皮带会打滑;铁钉能钉牢在墙上,也要靠摩擦力等。当然,摩擦力也会给我们的日常生活带来麻烦。例如,机器开动时,滑动部件之间因摩擦而浪费动力,还会使机器的部件磨损,缩短寿命。我们这时希望地球上从来就没有摩擦力,但如果真的没有摩擦力,人们的生活又会发生什么样的变化呢?
首先,也是最基本的,我们无法行动,这在前面已经用陷在雪天泥地的汽车做了证明。那是一种摩擦力减小的状态,还不是没有摩擦力的状态。如果没有了摩擦力,如脚与地面没有了摩擦力,人们简直寸步难行;自行车、汽车等所有的车轮与地面间没有了摩擦力,只有打滑而没有任何移动;而已经运动着的车子却停不下来,没有阻碍它运动的力,就只能无限滑下去,最后与其他车相撞造成一起又一起的交通事故。即使是飞机(无论是活塞式发动机还是涡轮喷气发动机),也都会因为没有摩擦力而无法起飞。
没有了摩擦力,我们也无法拿起任何东西(我们能拿东西靠的是摩擦力),想写字却拿不起笔,笔又不能和纸产生摩擦而写出字;想吃饭却拿不住碗筷,筷子怎么也夹不住菜;想喝水又提不起杯子;想穿衣服却拿不起、穿不上;想工作劳动,但任何工具都一次次从手上滑落……如果没有了摩擦力,人类会多么无助。如果没有了摩擦力,那么以后我们就再也不能够欣赏用小提琴演奏的美妙音乐,因为弓和弦的摩擦力产生振动才发出了声音。
总之,假如没有摩擦力的存在,那么人们的衣、食、住、行都很难解决。可见有时看来极有害的摩擦力,却是人类生存必不可少的一种自然力。