《趣味物理學(xué)續(xù)篇》第二章力·功·摩擦 2.1關(guān)于天鵝、龍蝦和梭魚的問(wèn)題

第二章力·功·摩擦 2.1關(guān)于天鵝、龍蝦和梭魚的問(wèn)題

　　關(guān)于“天鵝、龍蝦、梭魚跟一車貨物”的寓言，是大家都知道的�？墒侨绻�有人從力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)研究這個(gè)寓言，就會(huì)看出寓言作者克雷洛夫所做的結(jié)論同我們所得的完全不同。

　　擺在我們面前的是力學(xué)上幾個(gè)互成角度的力的合成問(wèn)題。按照寓言，這個(gè)力的方向是：

　　……天鵝在沖向云霄，

　　龍蝦在往后退，而梭魚在向水里拉。

　　這就是說(shuō)，一個(gè)力量——天鵝的拉力——向上，第二個(gè)力量——梭魚的拉力（OB）——向旁邊，第三個(gè)力量——龍蝦的拉力（OC）——向后面。別忘了還有第四個(gè)力量——貨物的重量，它是豎直向下的。寓言說(shuō)，“貨車現(xiàn)在還在原處”，換句話說(shuō)，就是加在貨物上的幾個(gè)力的合力等于零。

　　是這樣嗎？讓我們看一看。沖向云霄的天鵝，不但不會(huì)妨礙龍蝦和梭魚的工作，甚至還幫著它們：天鵝的拉力向著重力的反對(duì)方向，所以減小了車輪跟地面和跟車軸的摩擦，也就是減輕了，甚至完全抵消了貨車的重量，——要知道貨車并不是很重的（寓言中有句話，“對(duì)它們說(shuō)來(lái)，貨車似乎是很輕的”）。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，讓我們假定貨車的重量是被天鵝的拉力抵消了，那我們就會(huì)看到，剩下來(lái)的只有兩個(gè)力：龍蝦的拉力和梭魚的拉力。這兩個(gè)力的方向，寓言說(shuō)，蝦是往后退，而梭魚是在向水里拉。不用說(shuō)，水一定不在貨車的前面而是在它的某一側(cè)面。（克雷洛夫的幾個(gè)勞動(dòng)者當(dāng)然不打算把貨車?yán)�下水去�。┻@就是說(shuō)，龍蝦和梭魚的力是互相成角度的；既然是這樣，它們的合力就決不會(huì)等于零。

　　讓我們按照力學(xué)的法則，用OB和OC這兩個(gè)力做邊來(lái)畫一個(gè)平行四邊形。四邊形的對(duì)角線OD就代表著合力的方向和大小。很顯然，這個(gè)合力應(yīng)當(dāng)能夠移動(dòng)貨車。在貨車的全部或部分重量因天鵝的拉力而減小的時(shí)候，就更加容易移動(dòng)。另一個(gè)問(wèn)題是：貨車是向哪個(gè)方向——向前、向后、還是向旁邊——移動(dòng)的？這就要看這幾個(gè)力的相互關(guān)系和它們所成角度的大小了。

　　讀者如果對(duì)力的合成和分解有些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的話，就很容易看出：即使天鵝的力量不能抵消貨車的重量，貨車也不會(huì)停在原處不動(dòng)。只有在一種條件下，這三個(gè)力的作用才能使貨車不動(dòng)。這條件就是車輪跟車軸和跟地面的摩擦力比合力大。但是這跟寓言的內(nèi)容不合，因?yàn)?ldquo;對(duì)它們說(shuō)來(lái)，貨車似乎是很輕的。”

　　這樣看來(lái)，無(wú)論在哪一種情況下，克雷洛夫都不能肯定說(shuō)“貨車一點(diǎn)也沒(méi)動(dòng)”，“貨車現(xiàn)在還在原處”。不過(guò)，這并沒(méi)有減低這個(gè)著名的寓言的思想性。

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