核心概念
物理學
力
摩擦力
表面積
引言
有時摩擦力會很煩人。它會使推重物（如傢俱）變得困難，甚至在你摔倒時會給你帶來嚴重的擦傷。但摩擦力實際上非常重要——沒有它，你根本無法移動，甚至無法拿起東西！試試這個專案，瞭解摩擦力如何導致一些令人驚訝的效果——例如，使你幾乎不可能把兩本書拉開。
背景
你每天都在體驗摩擦力。當你走路時，摩擦力會阻止你的腳在地板上滑倒。想象一下，如果每個表面都像冰一樣光滑——到處走動會非常困難！摩擦力是一種力，或一種可以作用於物體的“推力”或“拉力”。
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在物理學中，兩個表面之間的摩擦力由一個叫做摩擦係數的東西決定。較高的摩擦係數意味著兩個表面之間的摩擦力更大，或者它們會更“不光滑”。例如，您的鞋子的橡膠鞋底和鋪有地毯的地板比冰上的冰鞋具有更高的摩擦係數。摩擦力的大小還取決於一個叫做正壓力的東西。在這種情況下，“正”表示“垂直於表面”。較高的正壓力將導致更高的摩擦力。例如，想象兩個相同的紙板箱放在木地板上。一個箱子是空的並且很輕，而另一個箱子裝滿了東西並且很重。在這兩種情況下，摩擦係數（紙板和木材之間）是相同的。然而，較重的箱子將更難在地板上滑動。這是因為箱子和地板之間的正壓力更大，所以摩擦力更大。
現在，想想兩張紙之間的摩擦力。如果你把兩張紙疊在一起，應該很容易把它們拉開，對吧？如果你把一大堆紙張重疊起來，比如兩本書的書頁，會發生什麼？它們仍然容易拉開嗎？嘗試這個令人驚訝的活動來找出答案！
材料
兩本大小相同的書（不一定是電話簿）或兩本厚雜誌、便籤本或便籤板
準備工作
將您的兩本書或便籤本放在平坦的桌子上，使“裝訂”端彼此背對。
步驟
開啟兩本書，並將它們的封底至少重疊一半。
逐頁交錯放置兩本書的書頁，方法是先將左邊書的一頁向下摺疊，然後將右邊書的一頁摺疊在其上，然後再摺疊左邊書的一頁。
以這種方式交替進行約十幾頁。
現在嘗試把書拉開。把書拉開有多容易？你能做到嗎？如果你只抓住其中一本，垂直懸掛這些書——它們能支撐自身的重量嗎？
重新開始，並交錯放置比第一次更多的書頁。
重複測試過程，嘗試不同的測試，看看你是否可以把書拉開。如果將這些書垂直懸掛，它們能支撐自身的重量嗎？你能和另一個人進行“拔河”來把它們拉開嗎？
繼續在交錯放置越來越多書頁後進行測試，直到你再也無法把書拉開。你是否對這些書能承受的力量感到驚訝？在無法把書拉開之前，你必須交錯放置多少頁？
要分開這些書，您可能必須一次將書頁折回。您還可以嘗試彎曲兩本書，使它們彼此相對，這將導致書頁堆疊的一端開始分離。
額外： 嘗試使用具有可拆卸穿孔紙張的兩個便籤本或筆記本進行此活動。從每個筆記本中取出每一張紙，然後嘗試不同的測試。它們同樣難以拉開嗎，還是有什麼變化？你認為這可能是什麼原因？
[中斷]
觀察和結果
您應該發現，當只有幾頁交錯放置時，很容易將書拉開。然而，當您交錯放置越來越多的書頁時，將它們拉開很快就會變得非常困難——直到很快，您根本無法將它們分開！儘管這個專案的經典演示使用大型電話簿，但即使對於小得多的書籍（包括便籤板）也效果很好。根據您在背景部分中閱讀的內容，您能弄清楚為什麼會發生這種情況嗎？
您知道摩擦係數不會改變，因為表面仍然是相同的材料（紙）。事實證明，當您嘗試拉開這兩本書時，中間交錯的書頁會更緊地擠壓在一起——這會增加它們之間的正壓力，從而增加整體摩擦力。這意味著你拉得越用力，摩擦力就越高，書頁就越難拉開！
網上有很多關於這個專案的演示和影片，但在閱讀時要小心，因為對於它的工作原理存在一些常見的誤解和不正確的解釋。一種誤解是，這種效應是由於所有書頁的重量向下壓在彼此上的正壓力造成的。然而，這不可能是真的，因為如果你垂直懸掛書本，該活動仍然有效，在這種情況下，每頁的重量都不會對下一頁產生正壓力。第二種常見的錯誤解釋是，將許多書頁交錯放置在一起導致“表面積增加”，從而產生更大的摩擦力。這也是不正確的——即使接觸的紙張之間存在大量的表面積，一疊普通的紙也會很容易散開。此活動中的效果發生在中間交錯的書頁在您嘗試拉開書本時被擠壓在一起。如果您在進行實驗時從側面觀察您的書本，您可以看到這一點。當您根本不拉它們時——甚至如果您將它們稍微推在一起——您應該能夠看到某些書頁之間的一些小間隙。但是當您拉書本時，這些間隙會迅速閉合，並且書頁會平攤在一起。嘗試該步驟中的“額外”步驟，以檢視如果您使用每隔一頁都刪除的便籤本，這種情況會如何變化。（這導致中間交錯的書頁堆疊的高度與任一便籤本的裝訂高度相同，而不是兩倍厚——因此當您嘗試將它們拉開時，書頁不會向內拉。）
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兩本交錯放置的電話簿之謎（pdf），來自康奈爾大學圖書館
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此活動由科學夥伴合作推出
