第二章力·功·摩擦 2.9“切留斯金”號(hào)失事的物理原因
根據(jù)以上所說，可不要立刻得出結(jié)論，認(rèn)為冰上的摩擦力不管在什么情況下都微不足道。有時(shí)候，即使在接近零度的時(shí)候，冰上的摩擦力也往往很大。近年來，蘇聯(lián)破冰船的工作人員已經(jīng)仔細(xì)地研究了北極海上的冰加在輪船鋼殼上的摩擦力。這種摩擦力似乎出人意料地大，并不比鐵跟鐵之間的摩擦力小。冰對(duì)新船的鋼殼的摩擦系數(shù)是0.2。
為了明白這個(gè)數(shù)字對(duì)于在冰塊之間航行的船有多大的意義，可以研究一下。在這里，畫著在冰塊的壓力下，船舷MN所受到的各個(gè)力的方向。冰的壓力P分解成兩個(gè)力：跟船舷垂直的力R和跟船舷相切的力F。P和R之間的角等于船舷對(duì)豎直線的傾斜角α。冰對(duì)船舷的摩擦力Q等于力R乘摩擦系數(shù)0.2，也就是Q＝0.2R。如果摩擦力Q比F小，力F就會(huì)把壓在船身上的冰推到水里去；這時(shí)候冰就會(huì)沿著船舷滑動(dòng)，并不會(huì)損害這船。如果力Q比F大，摩擦就妨礙著冰塊的滑動(dòng)，使冰塊長(zhǎng)時(shí)間壓在船舷上，就要把船舷壓壞。
那末，在什么時(shí)候Q＜F呢？很容易看出，F(xiàn)＝R·tanα，因此Q＜R·tanα。又因?yàn)镼=0.2R，所以不等式Q＜F又可以變成：0.2R＜R·tanα或tanα＞0.2。
從三角函數(shù)表里可以查出，正切函數(shù)是0.2的角是11°。這就是說，在α＞11°的時(shí)候，Q＜F。根據(jù)上面所說的，就可以確定船舷對(duì)豎直線的傾斜度應(yīng)該是多少，才能保證船在冰塊中間安全航行。這個(gè)傾斜度應(yīng)該不比11°小。
現(xiàn)在讓我們看“切留斯金”號(hào)是怎樣沉沒的。“切留斯金”號(hào)實(shí)際是一艘輪船，不是破冰船。它在北海的全部航路上都航行得很安全，但是在白令海峽卻被冰塊擠破了。
冰把“切留斯金”號(hào)帶到了遙遠(yuǎn)的北方，并且把它毀了（在1934年二月）。大家都知道，船上的水手在冰上等待了兩個(gè)月，然后由飛行員把他們救了出來。
下面是這次失事的經(jīng)過。
“堅(jiān)固的金屬船身不是一下子就被壓壞的，”遠(yuǎn)征隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)施米特在無線電里報(bào)告說。“我們看到冰塊怎樣壓在船舷上，以及露在冰塊上面的船殼的鐵板怎樣向外臌起來并且彎曲了。冰塊不斷地向船進(jìn)攻，這種進(jìn)攻雖然很慢、卻是沒法防御的。臌起的船殼的鐵板沿著鉚縫裂了開來，鉚釘噼噼啪啪地飛走了。轉(zhuǎn)瞬間，輪船的左舷從前艙到甲板的末梢完全撕裂了……”
讀了上面這一段話以后，讀者應(yīng)當(dāng)可以了解那次出事的物理原因了。
從這里也得出了一個(gè)實(shí)際的結(jié)論：在建造航行在冰里的船舶的時(shí)候，一定要使船舷有適當(dāng)?shù)膬A斜度，也就是傾斜度應(yīng)該不比11°小。
歡迎使用手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備訪問中考網(wǎng)，2024中考一路陪伴同行！>>點(diǎn)擊查看
