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讨论题:冰为什么那么滑?

对于滑冰也有类似的解释。那就是运动员之所以在冰面上可以自由滑行,是因为冰刀在冰面滑过产生的压力,导致被压的冰面熔点降低,从而融化了一部分冰,让冰面上形成非常薄的一层水膜。然而这个理论无法解释很多现象。例如,为什么在零下20度甚至30度的时候,人们依旧可以滑冰?按照这个理论,在零下20度的条件下滑冰,冰刀上站的人要比大象还要重很多。
冰是一个非常规整的结构,每一个冰里面的水分子和另外4个水分子相连,但是冰表面一层每个水分子只能和两个其他的水分子相连,这导致了冰表面的水分子非常容易晃动。做一个形象的比喻,冰的表面像是撒满了黄豆的地面,黄豆是固体,但是因为黄豆可以随时转动,所以踩到黄豆的人依旧会打滑摔倒。

Rinse W. Liefferink , et al.  Friction on Ice: How Temperature, Pressure, and Speed Control the Slipperiness of Ice. PHYSICAL REVIEW X 11, 011025 (2021).


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主讲人:朱卫多