|
物理题中，常会有这样一个（滥俗的）场景：地面上放了一个箱子，小明不知出于什么动机非要把它拉走。箱子受到几个力的作用： 图片由编辑自制 地球在下面吸引它，于是有了向下的重力； 地面朝上支持它，于是有了朝上的支持力； 小明向左拉它，于是还有个向左的拉力。
以及，由于箱子的下表面接触了地面，于是有了个水平向右的滑动摩擦力（即使箱子未被拉动，只要有向左运动的趋势，依然受水平向右的静摩擦力。）！
最后这句话，单独看上去也许并不奇怪，但跟上面的句式比较起来，就显得有些诡异了。摩擦力有什么“特异功能”，它从何而来，为什么它的方向平行于接触面？ 对摩擦力来源的研究始于15世纪欧洲的文艺复兴时期，当时的代表人物是意大利的达·芬奇；到了18世纪末期，法国的物理学家库仑通过大量的实验研究了摩擦力。这段时期，人们大都认为，物体之间之所以存在摩擦力，是由于相互接触的两物体的接触面是粗糙的，这一理论就是“凹凸说”。 图片由作者自制
如上图所示，其中一个物体的表面A和另一个物体的表面B都是像锯齿一样凹凸不平的，两个物体接触时，如果两者有相对运动（或者有运动趋势）时，这些“锯齿”就会阻碍物体水平方向上的相对运动，而接触面的粗糙度越大，摩擦力就越大，其对运动物体的阻碍效果就越明显。凹凸说是一种直观明了的解释，可以很好地解释我们生活中遇到的现象。比如说，平时我们可以在路面上稳稳地行走，但如果冬天路面结冰，表面变得太过光滑，走上去就很容易滑倒。
按照凹凸说的解释，似乎表面越光滑，物体之间的摩擦力就越小。不过，“分子说”并不这么认为。1734年，英国物理学家德萨古利埃曾预言，只要把平面无止境地研磨得很光滑，由于分子间存在相互吸引力，摩擦力迟早会增大的。这种少数派的说法和“凹凸说”相矛盾，而且由于当时科技不发达，无法把物体表面研磨得很光滑，因此“分子说”一直没有得到证实。 看似光滑的表面，相互接触的也只是一小部分。图片来源：nptel.ac.in |
|
|
