第二章力·功·摩擦 2.9“切留斯金”号失事的物理原因

第二章力·功·摩擦 2.9“切留斯金”号失事的物理原因

　　根据以上所说，可不要立刻得出结论，认为冰上的摩擦力不管在什么情况下都微不足道。有时候，即使在接近零度的时候，冰上的摩擦力也往往很大。近年来，苏联破冰船的工作人员已经仔细地研究了北极海上的冰加在轮船钢壳上的摩擦力。这种摩擦力似乎出人意料地大，并不比铁跟铁之间的摩擦力小。冰对新船的钢壳的摩擦系数是0.2。

　　为了明白这个数字对于在冰块之间航行的船有多大的意义，可以研究一下。在这里，画着在冰块的压力下，船舷MN所受到的各个力的方向。冰的压力P分解成两个力：跟船舷垂直的力R和跟船舷相切的力F。P和R之间的角等于船舷对竖直线的倾斜角α。冰对船舷的摩擦力Q等于力R乘摩擦系数0.2，也就是Q＝0.2R。如果摩擦力Q比F小，力F就会把压在船身上的冰推到水里去；这时候冰就会沿着船舷滑动，并不会损害这船。如果力Q比F大，摩擦就妨碍着冰块的滑动，使冰块长时间压在船舷上，就要把船舷压坏。

　　那末，在什么时候Q＜F呢？很容易看出，F＝R·tanα，因此Q＜R·tanα。又因为Q=0.2R，所以不等式Q＜F又可以变成：0.2R＜R·tanα或tanα＞0.2。

　　从三角函数表里可以查出，正切函数是0.2的角是11°。这就是说，在α＞11°的时候，Q＜F。根据上面所说的，就可以确定船舷对竖直线的倾斜度应该是多少，才能保证船在冰块中间安全航行。这个倾斜度应该不比11°小。

　　现在让我们看“切留斯金”号是怎样沉没的。“切留斯金”号实际是一艘轮船，不是破冰船。它在北海的全部航路上都航行得很安全，但是在白令海峡却被冰块挤破了。

　　冰把“切留斯金”号带到了遥远的北方，并且把它毁了（在1934年二月）。大家都知道，船上的水手在冰上等待了两个月，然后由飞行员把他们救了出来。

　　下面是这次失事的经过。

　　“坚固的金属船身不是一下子就被压坏的，”远征队队长施米特在无线电里报告说。“我们看到冰块怎样压在船舷上，以及露在冰块上面的船壳的铁板怎样向外臌起来并且弯曲了。冰块不断地向船进攻，这种进攻虽然很慢、却是没法防御的。臌起的船壳的铁板沿着铆缝裂了开来，铆钉噼噼啪啪地飞走了。转瞬间，轮船的左舷从前舱到甲板的末梢完全撕裂了……”

　　读了上面这一段话以后，读者应当可以了解那次出事的物理原因了。

　　从这里也得出了一个实际的结论：在建造航行在冰里的船舶的时候，一定要使船舷有适当的倾斜度，也就是倾斜度应该不比11°小。

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