第二章力·功·摩擦 2.9“切留斯金”號失事的物理原因

第二章力·功·摩擦 2.9“切留斯金”號失事的物理原因

　　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。有時候，即使在接近零度的時候，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。冰對新船的鋼殼的摩擦系數(shù)是0.2。

　　為了明白這個數(shù)字對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所受到的各個力的方向。冰的壓力P分解成兩個力：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豎直線的傾斜角α。冰對船舷的摩擦力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就會把壓在船身上的冰推到水里去；這時候冰就會沿著船舷滑動，并不會損害這船。如果力Q比F大，摩擦就妨礙著冰塊的滑動，使冰塊長時間壓在船舷上，就要把船舷壓壞。

　　那末，在什么時候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°的時候，Q＜F。根據(jù)上面所說的，就可以確定船舷對豎直線的傾斜度應(yīng)該是多少，才能保證船在冰塊中間安全航行。這個傾斜度應(yīng)該不比11°小。

　　現(xiàn)在讓我們看“切留斯金”號是怎樣沉沒的。“切留斯金”號實(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。

　　“堅固的金屬船身不是一下子就被壓壞的，”遠(yuǎn)征隊(duì)隊(duì)長施米特在無線電里報告說。“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實(shí)際的結(jié)論：在建造航行在冰里的船舶的時候，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。

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