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摩擦力的本質(zhì)是什么

在日常生活中,人們對(duì)摩擦這種現(xiàn)象并不陌生.比如,在冬季結(jié)冰的路面上,行人很容易滑
倒,但是撒上一層煤渣后,就很安全了；又如人們?yōu)榱藴p少機(jī)器內(nèi)部零件的摩擦,便不時(shí)地
添加潤(rùn)滑油等.這些現(xiàn)象都與摩擦有關(guān).
那么,什么是摩擦呢?摩擦是指互相接觸的物體要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在物體的接
觸面上所發(fā)生的阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用.這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,叫做摩擦力.由于摩擦
力與人的生活息息相關(guān),所以有關(guān)摩擦力的研究和探索也一直在進(jìn)行著.但是,至到今天,
人們對(duì)于摩擦力的本質(zhì),卻還認(rèn)識(shí)得不是十分清楚.
zui早對(duì)摩擦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的代表性人物是文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)·芬奇.他對(duì)表面光滑程度不同
的物質(zhì)的摩擦作了比較,提出物體間的摩擦程度取決于物體表面粗糙程度的大小,表面愈粗
糙,摩擦力愈大,即固體表面的凹凸程度是產(chǎn)生摩擦的根本原因.這一想法后來(lái)逐步被發(fā)展
為一種學(xué)說(shuō)——凹凸說(shuō).該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：物體表面無(wú)論經(jīng)過(guò)何種加工,都必然留下或大或小的
凹凸,這種表面凹凸不平的物體相互接觸,就必然產(chǎn)生摩擦.有人對(duì)此做過(guò)這樣一個(gè)比喻：
固體表面的接觸,猶如把一列山脈翻過(guò)來(lái)蓋在另一列山脈上一樣.由于它們的相互咬合,所
以只有把凸部破壞掉,才能使之滑動(dòng),這便是產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力的基本原理.這種
學(xué)說(shuō)在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,受到許多人的支持.
對(duì)于摩擦力本質(zhì)的另外一種看法是分子說(shuō).這是由英國(guó)的物理學(xué)家德薩古利埃提出的.他認(rèn)
為,摩擦力產(chǎn)生的原因是摩擦面上的分子力相互交錯(cuò)所致.該學(xué)說(shuō)指出,物體表面愈是光滑
,摩擦面愈是相互接近,表面分子力就愈大,這樣摩擦力也就愈大.但是這種學(xué)說(shuō)由于加工
技術(shù)上的原因,一直沒(méi)有得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí),因而入們對(duì)此很難接受.
進(jìn)入20世紀(jì)以后,分子說(shuō)逐漸得到很多人的支持.一個(gè)叫尤因的人首先指出因摩擦引起的能
量損失,是因固體表面分子引力場(chǎng)的相互干涉所致,與凹凸程度無(wú)關(guān).而另一名的學(xué)者
哈迪,他進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),從而證明了分子說(shuō)的正確性.他首先把兩個(gè)物體表面研磨得極
光滑,然后來(lái)做摩擦實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩物體磨得越光滑,它們之間的摩擦力就越少,但是
這種光滑水平達(dá)到一定程度時(shí),摩擦力反而有所增加,甚至兩個(gè)光滑的金屬面能“粘”在一
起.而這正好證實(shí)了分子說(shuō)的觀點(diǎn)：當(dāng)兩個(gè)表面的分子互相進(jìn)入彼此的分子間的引力圈時(shí),
兩者間就能產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘合作用,并以摩擦力的形式顯示出來(lái).哈迪的實(shí)驗(yàn)為分子說(shuō)提供了
有力的證據(jù),分子說(shuō)因而獲得了廣泛的承認(rèn),并被進(jìn)一步發(fā)展為“粘合說(shuō)”.
但是,凹凸說(shuō)并沒(méi)有因分子說(shuō)和粘合說(shuō)的進(jìn)展而被*廢棄,它與對(duì)立的分子說(shuō)和粘合說(shuō)都
持之有據(jù),言之有理.有人在這兩者的基礎(chǔ)上提出了包含凹凸說(shuō)內(nèi)容的綜合性的現(xiàn)代粘合論
.看來(lái),有關(guān)摩擦力本質(zhì)的爭(zhēng)論還將繼續(xù)下去,究竟孰是孰非,人們將拭目以待.