《趣味物理学续篇》第二章力·功·摩擦 2.1关于天鹅、龙虾和梭鱼的问题

第二章力·功·摩擦 2.1关于天鹅、龙虾和梭鱼的问题

　　关于“天鹅、龙虾、梭鱼跟一车货物”的寓言，是大家都知道的。可是如果有人从力学的观点来研究这个寓言，就会看出寓言作者克雷洛夫所做的结论同我们所得的完全不同。

　　摆在我们面前的是力学上几个互成角度的力的合成问题。按照寓言，这个力的方向是：

　　……天鹅在冲向云霄，

　　龙虾在往后退，而梭鱼在向水里拉。

　　这就是说，一个力量——天鹅的拉力——向上，第二个力量——梭鱼的拉力（OB）——向旁边，第三个力量——龙虾的拉力（OC）——向后面。别忘了还有第四个力量——货物的重量，它是竖直向下的。寓言说，“货车现在还在原处”，换句话说，就是加在货物上的几个力的合力等于零。

　　是这样吗？让我们看一看。冲向云霄的天鹅，不但不会妨碍龙虾和梭鱼的工作，甚至还帮着它们：天鹅的拉力向着重力的反对方向，所以减小了车轮跟地面和跟车轴的摩擦，也就是减轻了，甚至完全抵消了货车的重量，——要知道货车并不是很重的（寓言中有句话，“对它们说来，货车似乎是很轻的”）。为了简单起见，让我们假定货车的重量是被天鹅的拉力抵消了，那我们就会看到，剩下来的只有两个力：龙虾的拉力和梭鱼的拉力。这两个力的方向，寓言说，虾是往后退，而梭鱼是在向水里拉。不用说，水一定不在货车的前面而是在它的某一侧面。（克雷洛夫的几个劳动者当然不打算把货车拉下水去！）这就是说，龙虾和梭鱼的力是互相成角度的；既然是这样，它们的合力就决不会等于零。

　　让我们按照力学的法则，用OB和OC这两个力做边来画一个平行四边形。四边形的对角线OD就代表着合力的方向和大小。很显然，这个合力应当能够移动货车。在货车的全部或部分重量因天鹅的拉力而减小的时候，就更加容易移动。另一个问题是：货车是向哪个方向——向前、向后、还是向旁边——移动的？这就要看这几个力的相互关系和它们所成角度的大小了。

　　读者如果对力的合成和分解有些实际经验的话，就很容易看出：即使天鹅的力量不能抵消货车的重量，货车也不会停在原处不动。只有在一种条件下，这三个力的作用才能使货车不动。这条件就是车轮跟车轴和跟地面的摩擦力比合力大。但是这跟寓言的内容不合，因为“对它们说来，货车似乎是很轻的。”

　　这样看来，无论在哪一种情况下，克雷洛夫都不能肯定说“货车一点也没动”，“货车现在还在原处”。不过，这并没有减低这个著名的寓言的思想性。

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