Загадки трения

Почему на коньках нельзя прокатиться по полу?

"Всем нам приходилось выходить в гололедицу: сколько усилий стоило нам удержаться от падения, сколько смешных движений приходилось проделывать, чтобы устоять!" Так красочно пишет о гололедице французский физик Гильом. Почему же так трудно идти по скользкой мостовой? А что дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и тетради упадут на пол, что стол будет скользить, пока не упрется в угол, а ручка выскользнет из пальцев?
Чтобы ответить на эти вопросы, проделаем опыт. Попробуй толкнуть стоящий на полу шкаф - он и не шелохнется! Во-первых, его удерживает инерция. Любой предмет (или как говорят физики "тело") стремится сохранить состояние покоя. Вот это свойство тел и называют инерцией.
Инерция - явление, которое встречается очень часто. Поэтому даже людей, которых трудно привести в движение, называют инертными, то есть стремящимися к неподвижности.
Но вернемся к нашему опыту. Шкаф удерживает на месте не только инерция. Отрежь четыре ломтика сырого картофеля. Попроси помочь кого-нибудь из взрослых и, поочередно приподнимая углы шкафа, подложи по ломтику под каждую ножку. Готово? Теперь снова нажмем на шкаф. Смотри - поехал. А ведь ты толкал не сильнее, чем в первый раз. Значит, дело не в одной инерции. Чтобы преодолеть инерцию, у тебя сил хватило бы. Пусть медленно, пусть постепенно, но шкаф все-таки бы сдвинулся. А вот трения ты не осилил. И помог только сырой картофель.
Выходит, что трение не только враг движения. Трение - страж покоя. Если бы не стало трения покоя, это привело бы к непредвиденным последствиям. Мебель гуляла бы по комнатам от легкого сквозняка. Мы не могли бы ходить. Колеса машин без толку крутились бы в воздухе бельевые прищепки, ничего не могли бы удержать. Со всех гор сползли бы ледники, все камни и даже вся земля, лежащая на склонах. Да мало ли еще какие произошли бы неприятности!
Каковы же причины, порождающие трение?
Проведем еще один опыт. Возьми пустую металлическую или пластмассовую миску с круглым дном и опусти в ванну с водой, слегка толкни ее. Удивительно, но миска пересечет ванну, почти не меняя заданной ей скорости. Этого не произойдет, если то же самое ты попробуешь проделать на полу. Там такой легкий толчок заставить миску только слегка вздрогнуть.
Почему же по воде миска двигается гораздо легче, чем по твердой поверхности? Оказывается, невидимые микроскопические неровности на дне миски и на поверхности пола зацепляются друг за друга и мешают миске двигаться.
Чтобы уменьшить трение, нужно сделать поверхность гладкой. А что может быть более гладким, чем жидкость, легко обтекающая твердые предметы? При движении твердого тела в жидкости нет сцепляющих твердых частей. Жидкость, в которой плавает миска иди другой твердый предмет, после толчка просто обтекает предмет и дает ему возможность двигаться. Такое действие жидкости называется смазывающим, а жидкость, используемая для уменьшения трения, называется смазкой.
Малое трение из-за смазывающего действия воды - вот причина того, что многие несчастные случаи дома происходят именно в ванной комнате. Чтобы понять это, сначала подумаем, почему мы носим обувь? Когда мы идем, ноги отталкиваются от пола, а это возможно только вследствие трения. Обувь способна обеспечить лучшее сцепление подошв с полом, большее трение.
В ванне трение резко уменьшается. Кожа ступней довольно гладкая, гладкая и поверхность ванны, кроме того вода между ними вызывает смазывающий эффект. В результате полезное действие трения, так необходимое для ходьбы, оказывается намного меньшим. И от самого обычного движения здесь можно поскользнуться и упасть.
Катание на коньках - еще один интересный пример смазывающего действия воды. Когда тонкое лезвие конька давит на поверхность льда, то часть льда подтаивает. Таким образом, лезвие смазывается жидкостью и легко скользит по глади катка, подобно тому, как скользила миска воды в ванне. Если внимательно приглядеться к следу, тянущемуся за конькобежцем, можно увидеть, что вода быстро замерзает, а на льду остается заметный след.
В технике в качестве смазывающего материала чаще всего используют масла. Маслом смазывают металлические детали машин, чтобы они не терлись сильно друг об друга. Когда металлическая деталь смазана, трение намного меньше, и части машины легко скользят друг по другу.

            Викторина

Хорошо ли ты понял, что такое инерция покоя, трение? Тогда попробуй ответить на вопросы:
1. Почему доктор бежит по льду к травмированному хоккеисту мелкими шажками?
2. Что мешает малышам летом кататься с горки на санках?
3. Почему шоферы ругают "Лысую резину"?
4. Почему книги и посуда в шкафах на падает с полок?
5. Зачем лыжники используют различные мази?
6. Что помогает школьникам прочно  сидеть за партами, кроме большого желания учиться?
7. Почему так трудно отчистить жвачку от одежды?
8. Почему автомобиль на мокрой или ледяной дороге не может остановиться быстро, даже если его скорость не очень велика?
9. Попробуй что-нибудь удержать в намыленных руках (только не бьющееся!). Объясни, что происходит.

              Опыты

Если у тебя есть деревянная шахматная доска или просто гладкий стол, ты можешь проделать опыты с шашками.
1. На доску поставь 10-12 шашек столбиками, одну на другую. Немного поупражнявшись, ты научишься быстрым ударом линейки выбивать нижнюю шашку, не свалив тех, что стояли на ней.
2. На край доски положи полоску бумаги, а на нее поставь столбиками несколько шашек. Если потянешь за бумажку медленно, шашки поедут вместе с бумагой. Но если дернуть очень резко, бумажка останется у тебя в руках, а шашки не шелохнутся!

01.08.2002