摩擦力在日常生活中的作用


  关键词:摩擦力;利与弊
  当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时,在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力,这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。摩擦是一种极为普遍的力学现象,在人类生活、生产中无处不在。不仅固体与固体的接触面上有摩擦,就连固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上都有摩擦。摩擦力通常分为滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力,发生在两个相对静止有相对运动趋势的物体的接触面上的摩擦力,称为静摩擦力。我们把物体间有相对滑动时受到的摩擦力叫滑动摩擦力。当一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力。摩擦力的方向和物体相对运动方向或相对运动的趋势方向相反。静摩擦力的大小随外力的增大而增大,随外力的减小而减小,一直增大到刚刚好使物体开始滑动时产生的摩擦力叫最大静摩擦力。滚动摩擦要比滑动摩擦小的多。例如在旅行箱下装轮子就是使箱子变滑动为滚动,从而减小箱子与地面间的摩擦力,而使我们很省力拉动箱子。在我们的世界中,处处都有摩擦力存在,而在我们的衣、食、住、行等等各方面都离不开摩擦力。
  一、摩擦力与我们的生活息息相关
  我们知道踢出去的足球会慢慢停下来,是由于受到摩擦力的作用。用力推一辆汽车,没有推动,也是由于摩擦力的作用。切砖表演,也是凭借摩擦作用,能把砖一块块地粘在一起,直到粘一大叠而不掉下来。摩擦力,在杂技演员手中可以造成许多奇妙的景象。火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。风吹过海面时,风对海面的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力,迫使海水向前移动,便形成了风海流。在摩擦层里,风走在粗糙不平的地表面,受到摩擦力的作用,风速不得不减小下来。由于地表粗糙程度不一,摩擦力的大小不同,风速减小的程度也就不同。一般来说,陆面摩擦力比海面大;而在陆面上的摩擦力,山地又比平原大,森林又比草原大。摩擦力不仅会削弱风速,同时也干扰了风向,木匠在把木板磨光滑的工作中,是用砂纸在木板上靠砂纸和木板产生的摩擦力将木板打磨平滑的;汽车发动机靠与皮带的摩擦力将动能传给发电机发电;传递带把货物往上运的过程中,如果没有摩擦,则货物要沿斜面下滑,所以物体有沿斜面下滑的趋势,所以传送带给了货物一个沿斜面向上的静摩擦力的作用,以阻碍货物向下滑的运动趋势;人们洗手时双手摩擦把手上的灰尘洗掉;洗衣机洗衣时转动使衣服和水产生摩擦;吃东西时牙齿和食物发生摩擦;用拖把擦地;用布擦桌子;用板擦擦黑板都会产生摩擦力。在我们的生活中只要物体相互接触都会产生摩擦力。
  二、没有摩擦力的生活
  假如地球上没有摩擦力,世界将会变成什么样子呢?在穿的方面,假如没有摩擦力,会怎样呢?我们将会穿不上鞋子,穿不上裤子,皮带会扣不住,衣服在穿上后滑落下来,纽扣也会扣不住,女的脸上画的妆也会因为没有摩擦力而脱落,就是帽子戴上后也会因为没有摩擦力而滑下来。在吃的方面,如果没有摩擦力,又会怎样呢?我们的筷子、勺子、锅铲就都报废了,没有用了。我们不能以任何方式弄起我们的食物,就算放在嘴里的东西也会无法控制地到处乱窜,吃下去的东西会直接排出,没有吸收的时间,因为没有了摩擦力,食物的残渣也不会在体内停留,大家想象得到,这样的话,可想而知,人体的废物也会这样没有节制地排出。
  在行的方面,没有摩擦力,我们将会寸步难移,因为既站不稳,也无法行走。比如在冰上步行,由于冰滑,走不多远就累得满头大汗。圆珠笔会写不出字,墨也会流出来,而且我们也拿不起笔。我们不能开车,上了车以后油门踩不下去,刹车踩不动,离合也不动了,就算踩了油门车也动不了。我们还面临着上不了楼的问题,因为没有摩擦力,我们爬不了楼梯,电梯的传动轴也带不动电梯。假如没有摩擦力,螺钉就不能旋紧,钉在墙上的钉子就会自动松开而落下来。家里的桌子,椅子都要散开来,并且会在地上滑过来,滑过去,根本无法使用。在住的方面,如果没有摩擦力,被子不能被拿起来,也盖不到背上,盖上了之后也不能随意的调整被子的位置,起床时会因为没有摩擦力而起不来。
  当然了,没有摩擦力也有好的一面,牙齿上不会再有任何细菌,牙缝中也不会再塞上东西,头屑不会再落在衣服上,也不会夹在头发里,拉又大又重的东西也不会觉得费力,火箭在发射时的速度可以变得很快。在火箭返回舱穿越大气层世界不会与空气摩擦而产生高温,手也不用再洗,因为上面很干净,细菌都没有一个。而磁悬浮列车也可以开得很快。打火机也会打不着,从而会少许多抽烟的人。没有摩擦力的世界我们很难接受,因为它改变了很多平时我们所熟知的东西。摩擦力是我们日常生活不起眼却是至关重要的存在,它使我们周围的世界看起来是今天的样子。如果没有它,一切都将改变。
  三、摩擦力的利与弊
  人走路要利用鞋底与地面间的摩擦,这个摩擦就是有益的,为了增大摩擦,鞋底上有凹凸不平的花纹,使接触面粗糙些。要使制动后的汽车快点停下来,就要利用轮胎与地面间的摩擦力,下雪天路滑,摩擦力小,刹车时不容易停住,因而发生交通事故。为了减少这类事故的发生,人们在轮胎上弄了凹凸不平的花纹,在下雪时还在马路上撒上灰渣,以增大摩擦,防止车子打滑。以上都是有益摩擦对人们的帮助,所以我们要合理利用并要想办法增大这些有益摩擦。
  在现代汽车中,20%的功率要用来克服摩擦;飞机上的活塞式发动机因摩擦损耗的功率要占10%,就是最先进的涡轮喷气发动机也要为克服摩擦损耗2%的功率。世界上有数以万计的汽车、数以万架的飞机,这样每年要有多少燃料被白白浪费掉,真是可惜。但更为严重的是,摩擦还会造成机器零部件的磨损。据报道,英国在这方面损失每年要超过数十亿美元。摩擦除了导致磨损之外,还会使航空和航天器过度发热,这更是现代科技遇到的又一难题。当飞机着陆的时候,闸阀和闸轮会摩擦产生红热现象,这样的高温使机闸材料变软、变质,一幅价格昂贵的闸瓦和闸轮,往往只使用了几次就报废了。当宇宙飞船返回地面的时候,由于高速船体与空气之间的摩擦,会使整个船体成为一个通红的火球,为了保护飞船里的宇航员和各种儀器设备,人们不得不付出昂贵的代价,用耐高温的特种合金制造船体,并且还在外面加装了耐高温材料。因此,减小这些摩擦所带来的损耗,是我们需要一直研究的问题。
  总之,我认为,在我们的日常生活中,摩擦力不能少,如果没了摩擦力,我们的生活将难于想像,或生活就根本不存在了。
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  作者简介
  舒敏朗,江西育华学校高中学生
  (作者单位:江西育华学校)

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