“切留斯金”号失事的物理原因

根据以上所说，现在不要立刻下结论，认为冰上的摩擦力不管在什么情况下都微不足道。即使在接近0℃的时候，冰面的摩擦力往往也很大。苏联破冰船的工作人员仔细研究了北极海上的冰与轮船钢壳之间的摩擦力。这种摩擦力出乎意料的大，并不比铁跟铁之间的摩擦力小：冰对船壳的摩擦系数是0.2。

为了弄明白这个数字对于在冰块之间航行的船有什么样的意义，我们研究一下图23。图中描绘了船舷MN在冰块的压力下，所受到的各个力的方向。冰的压力P分解成两个力：跟船舷垂直的力R和跟船舷相切的力F。P和R之间的角等于船舷对竖直线的倾斜角α。冰对船舷的摩擦力Q等于力R乘以摩擦系数0.2，也就是Q=0.2R。如果摩擦力Q比F小，力F就会把压在船身上的冰推到水里去；这时候冰会沿着船舷滑动，不会对船只造成损害。如果力Q比F大，摩擦就会阻碍着冰块的滑动，在冰块长时间的压迫下，船舷会被压得粉碎。

图23　上面：“切留斯金”号毁灭在冰里。下面：船舷MN在冰块的压力下所受到的几个力。

什么时候Q＜F呢？很容易看出来，

F=R·tanα；

因此，存在不等式：

Q＜R·tanα；

又因为Q=0.2R，所以不等式Q＜F又可以变成：

0.2R＜R·tanα，或tanα＞0.2。

从三角函数表中可以查出，正切函数为0.2，它的角等于11°。这就意味着，当α＞11°时，Q＜F。从而确定了船舷对竖直线的角度应该是多少，才能确保在冰块中间安全航行：这个倾斜角必须不小于11°。

让我们来看一下“切留斯金”号是怎样沉没的。它是一艘轮船，而不是破冰船，在北海全部航线上都行驶地很顺利，但是在白令海峡被冰块挤破了。

冰把“切留斯金”号带到了遥远的北方并把它粉碎了（1934年2月）。船上的水手在冰上待了两个月，然后由飞行员把他们救了出来。下面就是这次事故的经过：

“坚硬的金属船身不是立刻就被压碎的，”探险队队长施米特在广播里面报告说，“我们很明显地看出冰块怎样压在船舷上，以及露在冰块上面的船壳是怎样向外凸起来并且弯曲的。但是冰块不断地向船进攻，虽然进攻得很缓慢，但却无法防御。鼓起的船外壳铁板沿着缝隙裂了开来。铆钉噼噼啪啪地飞走了。刹那间，船舷从前舱到甲板的末尾完全撕裂了……”

读了上面这段话以后，读者应该可以明白这次事故的原因了。

从这里也得出了一个实际的结果：在建造用于在有浮冰的海里行驶的船舶时，一定要使船舷有适当的倾斜度，即不低于11°。