《趣味物理學續篇》第二章力·功·摩擦 2.1關于天鵝、龍蝦和梭魚的問題

第二章力·功·摩擦 2.1關于天鵝、龍蝦和梭魚的問題

　　關于“天鵝、龍蝦、梭魚跟一車貨物”的寓言，是大家都知道的。可是如果有人從力學的觀點來研究這個寓言，就會看出寓言作者克雷洛夫所做的結論同我們所得的完全不同。

　　擺在我們面前的是力學上幾個互成角度的力的合成問題。按照寓言，這個力的方向是：

　　……天鵝在沖向云霄，

　　龍蝦在往后退，而梭魚在向水里拉。

　　這就是說，一個力量——天鵝的拉力——向上，第二個力量——梭魚的拉力（OB）——向旁邊，第三個力量——龍蝦的拉力（OC）——向后面。別忘了還有第四個力量——貨物的重量，它是豎直向下的。寓言說，“貨車現在還在原處”，換句話說，就是加在貨物上的幾個力的合力等于零。

　　是這樣嗎？讓我們看一看。沖向云霄的天鵝，不但不會妨礙龍蝦和梭魚的工作，甚至還幫著它們：天鵝的拉力向著重力的反對方向，所以減小了車輪跟地面和跟車軸的摩擦，也就是減輕了，甚至完全抵消了貨車的重量，——要知道貨車并不是很重的（寓言中有句話，“對它們說來，貨車似乎是很輕的”）。為了簡單起見，讓我們假定貨車的重量是被天鵝的拉力抵消了，那我們就會看到，剩下來的只有兩個力：龍蝦的拉力和梭魚的拉力。這兩個力的方向，寓言說，蝦是往后退，而梭魚是在向水里拉。不用說，水一定不在貨車的前面而是在它的某一側面。（克雷洛夫的幾個勞動者當然不打算把貨車拉下水去！）這就是說，龍蝦和梭魚的力是互相成角度的；既然是這樣，它們的合力就決不會等于零。

　　讓我們按照力學的法則，用OB和OC這兩個力做邊來畫一個平行四邊形。四邊形的對角線OD就代表著合力的方向和大小。很顯然，這個合力應當能夠移動貨車。在貨車的全部或部分重量因天鵝的拉力而減小的時候，就更加容易移動。另一個問題是：貨車是向哪個方向——向前、向后、還是向旁邊——移動的？這就要看這幾個力的相互關系和它們所成角度的大小了。

　　讀者如果對力的合成和分解有些實際經驗的話，就很容易看出：即使天鵝的力量不能抵消貨車的重量，貨車也不會停在原處不動。只有在一種條件下，這三個力的作用才能使貨車不動。這條件就是車輪跟車軸和跟地面的摩擦力比合力大。但是這跟寓言的內容不合，因為“對它們說來，貨車似乎是很輕的。”

　　這樣看來，無論在哪一種情況下，克雷洛夫都不能肯定說“貨車一點也沒動”，“貨車現在還在原處”。不過，這并沒有減低這個著名的寓言的思想性。

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