✅Роздуми на тему: світ без тертя

У нашому світі дуже багато чого “тримається” на рівновазі, і сила тертя, а саме сила тертя спокою, є тією силою, яка цю рівновагу підтримує – адже тертя завжди діє проти швидкості, в тому числі, і проти швидкості руйнування. Сила тертя спокою перешкоджає руйнуванню так само, як реакція опори не дає тілу провалитися крізь землю.

І вона точно також, як і реакція опори, існує до якихось меж, не може перевищити деяке значення: якщо трактор гарненько підштовхнути, він, врешті-решт, поїде, але, якщо на нього покласти що-небудь таке хоро-о-ошеньке, то опора може не витримати. Часто, кажучи про тертя, ми маємо на увазі тільки тертя ковзання або кочення, забуваючи про працю тертя спокою.

Рідке тертя влаштовано інакше, і потрібно найменший подув вітерцю, щоб привести в рух айсберг – ось ці айсберги і дрейфують по океанах, створюючи небезпеку мореплавцям.

Якби в нашому світі не було б тертя спокою, то він був би схожий на величезне стадо таких айсбергів (це не означає, що графік тертя ковзання збігався б з графіком рідкого тертя). На рівновазі тримається все, що скріплене гвинтами і цвяхами (але не на заклепках, так що “Аврора” без тертя залишиться цілою).

Якщо тільки без тертя спокою буде таке, то можна собі уявити, що буде взагалі без тертя (можна, але важко). Рівновага дуже важливо – у світі немає нічого ідеального, немає також ідеально горизонтальній поверхні, так що без тертя під дією сили тяжіння незабаром розваляться багато споруди. Без тертя, як це не смішно, якщо в стінку з двох сторін вкрутити шурупи (проробивши дірки – чим?).

То, наскільки б вертикальна стінка не була, один з них через деякий час викрутиться – ідеальних стінок не буває. Коротше, між деталями будівель, і не тільки будівель, а взагалі всіх частин чого-небудь повинні діяти якісь сили, крім тертя. І бажано, щоб ці сили були спрямовані на творення, а не навпаки.

А видів цих самих сил, якщо взагалі ділити всі сили на види (що саме по собі неможливо – адже всі сили, зрештою, зводяться до одного, тому, чого ми не розуміємо – до взаємодії між частинками; і з таким же успіхом можна б було запитати, що було б, наприклад, без сили тяги), у світі виявляється не так вже багато.

Тим більше мало тих, які ми (живі організми, тобто всі ті, до яких застосовне слово “використовувати”) можемо використовувати для пересування – тож без тертя цей процес представляє велику проблему. В основному для пересування ми використовуємо силу тертя, силу реакції опори і силу тяжіння.

Інша справа, що, може, без пересування можна і обійтися, адже обходиться ж більшість рослин. Але, може, самі ці рослини і обходяться без нього, але насіння-то цих рослин або летять за вітром, або їх переносять комахи. А без розмноження ніяк.

Без тертя бідним людям доведеться якось використовувати реакцію опори і тяжіння для пересування. Насправді, це не так вже й складно – адже реакцією опори ми можемо управляти, повертаючи цю саму опору. Відсутність тертя нам не заважає відштовхнутися від стінки – це і робить весь час поїзд на шестерінках, постійно відштовхуючись від нахилених поверхонь зубчиків, він їде на реакції опори.

І найперші поїзди так і робили, бо люди не вірили, що сила тертя може зрушити склад. До речі, такий же спосіб можна застосувати і для пересування пішки – потрібно зробити рифлену дорогу, щоб площина зубчики була за розміром ступні.

Тоді люди будуть підстрибувати, відштовхуючись від похилих поверхонь, а сила тяжіння буде повертати їх на землю. Доведеться трохи пострибати! Загалом-то, в цьому і полягає суть наших сходів – ми теж, щоб не скотитися вниз, замінюємо силу тертя силою реакції опори.

Багато, так, схоже, і я, перебільшують руйнівні здібності відсутності тертя, адже не треба забувати про не менш важливу реакцію опори. Тертя залежить від реакції опори і у нас інтуїтивно відсутність перших пов’язано з відсутністю другої. Дійсно, без реакції опори світ виглядав би дуже смішно, правда, сміятися було б уже нікому.

Звичайно, не можна не сказати, що енергії доведеться все одно витрачати менше, в тому числі, і на пересування – адже, витративши неймовірні зусилля на те, щоб забратися на гору, нам більше не доведеться нічого робити, щоб потрапити на іншу таку ж; придбавши потрібну швидкість, нам не треба нічого робити, щоб її підтримувати. Таким чином, ми впритул наближаємося до здійснення ідеї вічного двигуна.

Але, якщо над цим замислитися, то в самій назві “Вічний двигун” укладена помилка. Від двигуна ми можемо щось отримувати, якусь енергію, але що можна отримати від двигуна, який зупиняється, коли від нього намагаються щось взяти? Яка йому різниця, хто у нього забирає енергію – тертя або ми?

Попри це, механізми, де ми використовуємо мастило, звичайно, будуть працювати краще, і колесо ніколи нікому ні буде потрібно. Швидше за все, це сильно загальмує розвиток механіки. Але тут є і ще один момент – наявність тертя теж гальмує розвиток науки, адже воно заважає правильному розумінню законів Ньютона і сприйняттю постійності прискорення вільного падіння. Швидше за все, без тертя люди зрозуміли б їх раніше.

Але що говорити про науку, коли існування самої Землі сумнівно – вона, як і інші планети, була б зруйнована метеоритною атакою. Звичайно, в Місяць і в нашому світі потрапляють метеорити, але в тому-то й річ, що без тертя не тільки метеорити не будуть згоряти в атмосфері, але між частинами планети, на які вона дробиться в місці удару, немає тертя, і ударна хвиля надає їм більшу початкову швидкість, так що вони можуть і не повернутися на планету.

Все-таки, відсутність тертя – це, звичайно, абсурд. А, коли думаєш про те, чого не може бути, мимоволі приходиш або до причини цього, або просто до парадоксу.

Дійсно, не зовсім зрозуміло, що тут треба розуміти під “тертям”. Візьмемо, приміром, той же поїзд на шестерінках – він, як з’ясувалося, без тертя поїде. Але якщо взяти, і розмір зубчиків зменшити у багато разів, щоб вони були не видно на тлі поїзда – він не буде нічим принципово відрізнятися від першого, але ж тоді ми зможемо вже сказати, що на його колесо діє сила тертя, якої немає!

Тобто незрозуміло, на якому етапі масштабування ми можемо застосувати до рейки коефіцієнт тертя. Напевно, для опису таких фантастичних тим потрібно на час забути про причину явищ.

Так можна описати наш світ, де “вимкнули” тертя, але навряд чи наш, вже сформувався світ зможе перебудуватися. Швидше можливий світ, де тертя ніколи не було. Такий світ був би скоєно іншим, і ми практично не можемо його описати, наші уявлення до нього незастосовні.

Якщо цивілізація, та що там цивілізація, життя змогло взагалі виникнути, що саме по собі неможливо, значить, вона зможе виникнути і без тертя. Мир “великий”, місця багато – вибір є. І при будь-яких умовах знайдеться таке місце, де освіта життя, якою б вона не була, можливо.

Про це, напевно, не можна говорити серйозно, але тоді це вже буде не фізика.

Посилання на основну публікацію