滑雪者的幫手
每年冬天,在積雪的原野上,許多人象春燕一樣疾馳滑行的歡樂場(chǎng)面,給人們的生活增添了豐富多彩的一頁;┦且环N美妙而又驚險(xiǎn)的體育運(yùn)動(dòng)。冬季奧運(yùn)會(huì)的一項(xiàng)主要比賽項(xiàng)目,就是滑雪?墒牵闶欠裣脒^,為什么在積雪原野上能滑行,而在沙漠里、草原上就不能滑行呢?這就涉及到積雪不同尋常的一個(gè)特點(diǎn)棗它有滑性。積雪的滑性,是滑雪者的幫手。
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狗拉雪橇 |
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根據(jù)物理學(xué)上的定律,一個(gè)油桶滾動(dòng)時(shí)遇到的摩擦力比它在滑動(dòng)時(shí)遇到的摩擦力要小得多。因此在裝卸油桶時(shí),我們往往看到人們?cè)跐L動(dòng)油桶前進(jìn),很難見到有人拖著油桶的。然而,如果地面上有一層積雪,情況就不一樣了,拖著油桶前進(jìn)或許比滾著油桶更省力。拖著油桶前進(jìn)省力的幫手,是積雪的滑性。生活在北極圈和北國地帶的人們,喜歡用雪撬代替其它交通工具。雪撬不僅制作簡(jiǎn)單,更主要的是它需要的動(dòng)力不大。格陵蘭島上的狗拉雪撬是聞名于世的。雪撬只是在雪面上滑行,它滑行時(shí)消耗的力比車輪滾動(dòng)所消耗的力要小得多。雪橇省力的幫手,也是積雪的滑性。
積雪怎么會(huì)產(chǎn)生滑性呢?滑雪板或者雪撬的滑鐵在運(yùn)動(dòng)時(shí),為了克服雪面滑動(dòng)的阻力,需要
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雪橇 |
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做一定的功。這種功在滑鐵與雪面之間轉(zhuǎn)變成了熱能,積雪表面因而受熱增溫。當(dāng)增溫到0℃時(shí),雪面上出現(xiàn)了融化現(xiàn)象。這時(shí),滑鐵與雪面之間產(chǎn)生了一層薄薄的液態(tài)水。這層液態(tài)水象滑潤油一樣,能使摩擦減小,雪面變滑。積雪的滑性就是這樣產(chǎn)生的。
經(jīng)驗(yàn)豐富的滑雪運(yùn)動(dòng)員和駕駛雪撬的里手,都知道什么樣的積雪滑性最好,什么時(shí)候的積雪滑性就差了。原來,積雪的滑性,還取決于幾種因素。主要的因素是氣溫。根據(jù)科學(xué)家的專門測(cè)定,積雪的滑性發(fā)揮到最理想狀態(tài)時(shí),是氣溫在-5℃到-10℃之間。氣溫低于-10℃,產(chǎn)生的液態(tài)水?dāng)?shù)量不夠,影響積雪的滑性。氣溫高于-5℃,積雪顯得潮濕過度,雪產(chǎn)生的粘性將抵消一些它的滑性。
積雪的密度對(duì)滑性的大小也有關(guān)系。疏松的積雪滑性小,被風(fēng)吹壓密實(shí)的積雪滑性大。積雪的純潔度對(duì)滑性也有影響。臟雪滑性小,而清潔的積雪,滑性較大。當(dāng)積雪面上有沙粒和土粒時(shí),積雪的滑性大幅度下降。
另外滑鐵的光潔程度對(duì)積雪的滑性大有影響;F粗糙不平或生銹時(shí),與積雪產(chǎn)生較大的摩擦力,減低了雪的滑性作用。只有在滑鐵摩擦得光滑雪亮的情況下,雪的滑性才能發(fā)揮到最好程度。積雪的滑性被充分利用到人類的生產(chǎn)活動(dòng)中來。
北極圈里的愛斯基摩人是利用雪的滑性的能手,他們的雪撬是暢通無阻的交通工具,不僅有畜力駕拉的,而且有風(fēng)帆推動(dòng)的。到了近代,他們甚至在小艇底部裝上滑鐵,這就可以水陸兩用。我國也是利用雪的滑性最早的國家之一。明代修筑十三陵工程,需要巨大的東北紅松整木,要把如此沉重的木料,千里迢迢從東北運(yùn)到北京,簡(jiǎn)直是不可能的。但是能工巧匠們想到了雪有滑性,他們就在隆冬時(shí)節(jié),從雪道上把木料拖運(yùn)到北京。就是現(xiàn)在,我國東北和西北地區(qū)的一些林區(qū),還用雪道來運(yùn)輸木材。
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