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“巴伊兰大学的 David Kessler 今天在Nature,杂志中写道:”这是物理学界不愿公开的小秘密之一,虽然我们物理学家可以告诉你很多关于夸克、类星体和其他奇异现象的知识,但对于摩擦基本定律,我们仍然没有普遍接受的解释。“ 事实上,一个特别令人困惑的问题涉及到克服摩擦并在某个表面上滑动固体物体所需的力的大小。尽管这可能与直觉相反,但库仑摩擦定律指出,这种力随压缩力(将物体和表面压在一起的力)而变化,而不是随两者之间的接触面积大小而变化。
传统上,物理学家们对这个难题的解释如下:因为实际上没有两个表面是完全平坦的——它们在原子尺度上是粗糙的——所以它们之间的接触面积比看起来要小得多。因此,增加压缩表面的压力也会增加接触面积。但是,德克萨斯大学奥斯汀分校的 Eric Gerde 和 M. Marder 在Nature杂志上发表的一封信中,提出了一个全新的解释,Kessler 对此进行了评论。这两位数学家将摩擦力与接触面积无关的现象归因于微观自愈裂缝——或者说是那些张开然后自行愈合的裂缝。
理解这个想法最简单的方法是想象在地板上滑动地毯。从一端拖动地毯需要一定的力气。但是,如果你在地毯上制造一个凸起——本质上是地毯和地板之间的自愈裂缝——并将该凸起从地毯的一端推到另一端,直到整个地毯都向前移动,那么这项任务就会变得容易得多。Gerde 和 Marder 写道:“我们表明,当[自愈裂缝]在原子尺度上存在时,它们会导致固体按照库仑摩擦定律滑动。” “我们预计,这种摩擦机制将在许多长度尺度上运行。” 进一步的实验应该很快会检验他们的想法。