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談到摩擦力，首先給出一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)：桌面上放置一定重量的物塊，需要使用10N的力才能推動(dòng)；如果給桌面提供一定頻率的振動(dòng)，則推動(dòng)物塊的力僅需要8N。類似的還有另一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)：斜面上放置一個(gè)物塊，因靜摩擦力物塊保持不動(dòng)，這時(shí)在斜面的一端敲擊斜面，則物塊會(huì)慢慢下滑。原因是什么呢？

我們分析，能夠使物塊保持不動(dòng)的力是靜摩擦力，而影響靜摩擦力的因素有兩種，正壓力和靜摩擦系數(shù)，給接觸面加入振動(dòng)，物塊會(huì)隨著接觸面的振動(dòng)而振動(dòng)，振動(dòng)則存在波谷波峰，兩物體的接觸正壓力則會(huì)發(fā)生變化。我們想象極端情況，假設(shè)物塊振動(dòng)到波峰，那么相當(dāng)于物塊基本要離開接觸面，在那一瞬間正壓力幾乎為零，于是用很小的力就可以推動(dòng)物塊或者物塊會(huì)因?yàn)槭艿街亓Χ禄?/span>

由此我們知道，振動(dòng)可以減小摩擦力。聯(lián)系到《水滸傳》中魯智深倒拔垂楊柳的典故，我想他一定不是垂直拔起，而是左右搖擺樹干，給樹根部增加振動(dòng)才能輕易拔出。生活中擰不動(dòng)的螺絲，可以通過(guò)敲擊產(chǎn)生振動(dòng)使螺絲松動(dòng)；倉(cāng)儲(chǔ)糧食，通過(guò)振動(dòng)倉(cāng)壁，可以減少顆粒物間的摩擦力，使糧食在重力作用下向下滑動(dòng)，從而能夠使倉(cāng)庫(kù)更加瓷實(shí)。

那么能夠減小靜摩擦阻力的振動(dòng)需要多大振幅、多大的頻率呢？這方面查找到有關(guān)學(xué)者做了深入的探討，文獻(xiàn)[1]中給出了答案：頻率較小時(shí)，固定頻率，振幅的增大會(huì)使靜摩擦力迅速減小，然而，當(dāng)頻率過(guò)大時(shí)，振幅的改變基本不會(huì)影響靜摩擦力；固定振幅，隨著頻率的增大，靜摩擦力也會(huì)減小，但是在某些特定振幅時(shí)，增大頻率，靜摩擦力會(huì)發(fā)生先減小到零后增大，這一現(xiàn)象類似于共振，在最佳振動(dòng)頻率時(shí)可以促使物體內(nèi)原子共同振動(dòng)，使得系統(tǒng)最大靜摩擦力幾乎消失。

由此可見，可利用振動(dòng)來(lái)解決摩擦問題，但有時(shí)振動(dòng)減小摩擦也會(huì)有害，例如壓氣機(jī)蓋因振動(dòng)導(dǎo)致靜摩擦力減小而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，橋梁連接使用的螺栓也懼怕車輛激勵(lì)振動(dòng)導(dǎo)致松動(dòng)。因此，合理利用振動(dòng)和預(yù)防振動(dòng)對(duì)于生活和工程實(shí)際均至關(guān)重要。

文獻(xiàn)：

[1] 雷佑銘. Frenkel-Kontorova模型中基底勢(shì)振動(dòng)的影響. 物理學(xué)報(bào), 2014, 63: 220502