神奇的摩擦

在日常生活中，摩擦经常被用来描述阻碍进步的力量。例如，这样那样的两个人发生了摩擦和争吵。当提到摩擦时，人们通常认为它是负面的，应该尽可能地避免甚至消除，但事实上摩擦是不可或缺的，我们应该在许多地方使用摩擦。如果没有摩擦，我们喝水时不能举起杯子，吃饭时筷子不能夹住食物，即使我们想去，我们也不能动。

一、钻孔生火

钻木取火是基于摩擦生热的原理。木材本身相对粗糙。当摩擦发生时，摩擦力会产生更多的热量。此外，木材本身是易燃的，所以会产生火灾。打火木的发明起源于中国古代的神话和传说。燧人是一个传奇人物，他发明了钻木取火。人工点火是一项惊人的发明。从那以后，人们可以随时吃熟食，食物的种类也增加了。

两根木棒之间的摩擦是一种非常古老的生火方法。相比之下，因纽特人的火棒(见下图1)有了很大的改进。它由一根缠绕在木棒上的带子组成，木棒立在木块上。向左和向右拉动皮带将驱动棒高速旋转，最后棒尖将变得非常热并点燃火种。此外，我们击打火柴，利用摩擦原理产生热量，使火柴头中的化学物质升温燃烧。

二、摩擦起电

当两个物体相互摩擦时，因为不同物体的原子核在原子核外结合电子的能力不同，其中一个物体一定失去了一些电子，另一个物体一定获得了额外的电子。如果玻璃棒与丝摩擦，玻璃棒的一些电子转移到丝上，由于电子的损失，玻璃棒带正电，而由于电子的获得，丝带相同量的负电。用橡胶棒摩擦毛皮，毛皮的一些电子转移到橡胶棒上，毛皮带正电，橡胶棒带相同数量的负电。上面的图2显示了霍克比在1710年发明的最早的摩擦马达。它使用旋转的玻璃板摩擦皮革(或丝绸垫)产生电荷。

三、气垫导轨、气垫车

气垫导轨是一种现代机械实验仪器。它使用一个小的气源将压缩空气送入导轨的内腔。空气从导轨表面上的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成非常薄的气垫层。滑翔机漂浮在气垫层上，不与轨面接触，因此滑翔机可以在轨面上作近似无阻力的直线运动，大大减少了以往机械实验中摩擦造成的误差。实验结果与理论值接近。结合打点计时器、光电门和闪光照相，测量各种机械量，验证机械规律。

类似地，还有气垫船(图4)。英国工程师科克雷尔发明的第一艘气垫船于1959年首次公开亮相。同样，压缩空气被用来防止船只直接接触水面以减少摩擦。如今，气垫船在世界许多地方被用作穿过平静水域的高速交通工具。

Iv .拔河

两个拔河队的受力分析表明，只要拉力小于与地面的最大静摩擦力，就不会被拉。因此，增加与地面的摩擦成为成功的关键。首先，穿凹凸鞋底的鞋子可以增加摩擦系数和摩擦力。此外，运动员越重，地面上的压力越大，摩擦力越大。当成人和儿童拔河时，成人很容易获胜，因为成人比儿童重。

此外，在拔河比赛中，结果在很大程度上取决于人们的技能。例如，如果你的脚在地面上用力蹬，你可以在短时间内对地面施加比你自身重量更大的压力。另一个例子是，人们依靠彼此的拉力等增加地面上的压力。目的是尽可能增加脚底的摩擦力，以便赢得比赛。

五、汽车启动和制动

汽车启动时，发动机通过变速装置驱动驱动轮，使轮胎边缘通过静摩擦力给轮胎一个向前的反作用力，汽车向前启动。此时，提供给汽车的静摩擦力不能太小，否则汽车可能会打滑。另一方面，人们经常润滑汽车，以减少内部摩擦和无用的能量损失。如果没有润滑油，将不可避免地导致零件的快速磨损，甚至发热和着火。

汽车的刹车危及生命，没有出错的余地。我们有时会看到交通警察用卷尺测量导致事故的汽车刹车痕迹的长度来确认事故的责任。制动时，采用“制动法”，即步进、释放、步进、释放等。快速地，因此重复地使用轮胎和地面之间的静摩擦力可以使汽车更快地减速并保持转动汽车的能力，从而避免许多损失，而没有经验的驾驶员经常由于“刹车到底”而导致事故。

六、不可分割的书

我们把这两本书一页一页地叠起来，放在水平的桌子上。现在我们让两个同学把这两本书拉到两边。薄薄的两本书重叠在一起。我们使用巨大的力量，但是很难把它们分开。让我们想想，为什么会这样？这是工作时的静摩擦力。虽然一张纸的摩擦力很小，但这么多张纸的总摩擦力却很大。我们可以做个估计。让我们假设每本书的质量是m = 5g，每本书是100页。纸张表面接触处的最大静摩擦力是正压的μ0倍(μ0=0.3)。如果书A是固定的，现在用水平向右的力F以恒定的速度拉出书B。F的值是多少？根据计算，f约为300牛顿，说明静摩擦力较大。

如果你仔细观察生活，你会发现仍然有许多摩擦的例子。神奇的摩擦围绕着你。