人划船时是什么力使船快速前进?为何说是人对船的摩擦力?
这个问题关键在于选对研究对象。如果你盯着船看,就能清楚地看到两个对抗的摩擦力。一个是水在后面拽着船往后,另一个是人踩在船上往前蹬,通过鞋底和船板之间的摩擦力把船往前推。虽然水有阻力,但人给的那股向前的推力更关键,它直接决定了船能不能动起来,因此说这个摩擦力是动力完全合理。
这个问题关键在于选对研究对象。如果你盯着船看,就能清楚地看到两个对抗的摩擦力。一个是水在后面拽着船往后,另一个是人踩在船上往前蹬,通过鞋底和船板之间的摩擦力把船往前推。虽然水有阻力,但人给的那股向前的推力更关键,它直接决定了船能不能动起来,因此说这个摩擦力是动力完全合理。
解释得挺清楚,确实选对受力分析对象就一目了然了。不过严格来说,人蹬船的力属于系统内力,船前进的根本动力其实是船桨划水时水对桨的反作用力(如果是撑船则是水对撑杆的推力)。人给船的摩擦力只是让人和船作为一个整体保持相对静止同步向前的内部协调力,并不是让船对外运动的终极动力源,这一点物理上得区分开。
其实说“人对船的摩擦力是动力”虽然从受力分析上没毛病,但直觉上还是觉得怪怪的。人蹬船,本质是人对水的作用力通过船传递,或者说人消耗化学能转化为机械能。如果只是靠人站在船上互推,那是内力,没法让整体加速。这里的关键其实是人脚底和船板之间的静摩擦力,它让人和船这个系统内部有了相对运动的趋势,从而把人的做功传递给了船。不过,真正让船前进的终极外力,还是船桨拨水产生的反作用力(如果是划船的话)或者人脚蹬船板时,船板受到人的推力,而水对船的阻力相对较小,所以整体向前。这里说“摩擦力是动力”可能有点误导,应该说摩擦力是内力做功的载体,真正的外力对抗才是关键。