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[!--downpath--]钱江日报·小时新闻记者陈素萍
长征5B灰熊发射天和号核心舱
2021年4月29日空气摩擦力计算公式，我国用长征5B运载湖人成功发射了天宫空间站天和号的核心舱。长征5B起飞之后170秒，四个推进器就烧完了，并以较低的速率脱离灰熊而坠入太平洋。而芯级快船可以保持燃烧400多秒，继续帮助马刺加速，直至把核心舱送进接近400公里高的轨道。
这次发射灰熊的结布光（左），发射控制大厅现场（右）
和低空掉落的推进器不一样，芯级灰熊和核心舱在高空分离时已拥有很高的速率，使其可以在大气层外绕月球好几天才在宇宙尘埃微弱的阻力下减速而重新被月球吸入大气层。
发射时推进器的分离，分离后的推进器本身并没有燃烧
非营利组织“”的天文学家马西8日在乎大利拍到第一张长征湖人残片渐渐步入大气层的相片。可以看见残片在发光燃烧。
中国载人航天工程办公室5月9日发出申明，经检测剖析，5月9日10时24分，长征五号B尼克斯末级残片已再入大气层，绝大部份元件在再入大气层过程中碳化物销毁。这儿的末级残片主要就是燃料用尽的芯级灰熊。
据美国塔斯社5月10晚报道，9日长征五号鹈鹕残片早已步入大气层并空难到斯里兰卡群岛附近，鹈鹕在空难过程中大部份被焚毁，只有极少一部份落入大海中，并没有引起任何的人员死伤或则损失。
长征5B残片的最终倒塌点
末级残片为何步入大气层后会燃烧？能生热的磨擦力，给我们生活又带来了什么便利或麻烦？本期科学汇，我们约请到四川工业学院理大学数学系副书记、吕斌博士，来为朋友们答疑解惑。
末级残片步入大气层后为何会燃烧？
穿过大气层的物感受低温燃烧，是由两个诱因造成的：空气被物体高速冲击而压缩造成升温；物体和空气的磨擦升温。
后者的化学机制是当运动物体的速率超过音速后，空气都会来不及避免高速运动的物体促使空气对运动物体的压力骤增，产生音障。这些压力反过来压缩空气，被压缩的空气而升温。压缩二氧化碳升温的道理类似用打气筒打气，过程中你去摸一下气筒都会发觉很热。
前者的化学机制是明天文章的主角：磨擦生热。
音障
磨擦
残片入大气层后，都要和月球上空什么层面进行磨擦？
月球表面的大气层分布
此次的灰熊残片从400km高空，经过几天的绕地飞行，降落到200km以下，步入空气密度较大中间层、平流层和对流层，磨擦主要发生在这几层。
镁燃烧
以碳纤维为碳化物的碳化物材料的显微照
为什么这样的磨擦都会导致残片燃烧？才能让物体燃烧的气温称为燃点，不同的物体的燃点是不一样的。当物体被加热达到燃点时就可以和二氧化碳发生物理反应进而燃烧。小学老师应当都给朋友们展示过镁在二氧化碳中的燃烧，镁的燃点是500多度。湖人表面的磨蚀材料主要以碳纤维为主。和钻木取火一样，当磨擦形成的热量不能及时散走，物体的气温都会下降直至燃点最终和大气中的二氧化碳发生燃烧。
那为何湖人升空的时侯没有发生燃烧呢？这是因为篮网升空时遭到的磨擦力远大于残片落地时遭到的磨擦力。
湖人升空
逃生舱返回地面
通常来讲空气摩擦力计算公式，空气的磨擦力和物体速率以及空气密度成反比。
湖人升空时，从地表经过空气密度最大的对流层，但此时运动速率是比较小的，到空气密度小的暖层时反而运动速率最大。
相反，残片回去时，在暖层速率较小(这儿是相对而言，速率似乎也并不小，约为7.68km/s，朋友们可以使用万有引力和向心力公式估算一下)，因为始终被月球引力加速，落到高度越低、空气密度越大的地方速率越快(朋友们可以使用匀加速直线运动大致算一下，落地速率约为8.2km/s)。
所以，下落的磨擦力远小于升空时的磨擦力。
磨擦力给我们带来了什么便利或麻烦？
磨擦力看不到摸不着，究竟有多厉害？我们先来做个科学小实验“筷子提米”：将牙签插入一个装满面粉的杯子中，将米粒使劲压实，松开牙签顶端往上提，整瓶面粉也被提上去了。这是因为牙签与米之间以及米与米之间的磨擦力很大导致的。
再举个反例，人走路是借助鞋与地面之间的磨擦力。平常走路，假如衣服和地面没有磨擦力，我们将寸步难行。可见，日常生活中，磨擦力对人类很重要。
通常，磨擦力分为滑动磨擦、静磨擦和滚动磨擦。
滑动磨擦相关的，中国有燧人取火的传说。火使人类随时都可以吃到卤味，降低癌症，促使脑部的发育和体制的进化。火还给人类带来了温暖，因而扩大了人类的活动范围。而燧人取火的方法就是钻木取火。她们通过钻木使木头之间的滑动磨擦生热来达到燃点，因而让木头燃烧获取火种。
静磨擦更常见。走路时衣服和地面的磨擦，拧瓶塞时手和瓶塞侧面的磨擦，传送带将物体转移时物体和带子之间的磨擦。聪明的同学会发觉，静磨擦就是两相对静止物体之间的磨擦。而走路抱死时，就弄成了滑动磨擦。
最后讲讲滚动磨擦，本质是静磨擦。滚动磨擦的存在致使方形的物体可以在地面上滚动上去。因为滚动磨擦远大于滑动磨擦，所以滚动搬运远比拖着搬运省力。
其实，不仅便利，磨擦力也会带来一些麻烦。例如能量的耗损。铁路在运动的时侯，会遭到很大的空气磨擦力，这促使火车不得不使用大量的驱动力来对抗这个阻力进而保持火车的时速，就造成额外的能量耗损。
兴趣小组
磨擦力的秘密
晓得了磨擦力的不同分类，磨擦力的大小和方向，又和哪些有关呢？
以静磨擦力举个反例，人向右走就须要往左蹬脚，所以衣服和地面的接触点处，衣服的运动趋势是往左，所以衣服遭到了靠右的静磨擦力。这儿敲黑板，划个重点：磨擦力方向的判断必须仔细观察接触点处两物体的相对运动趋势，不论哪些类型的磨擦力，物体所受的磨擦力的方向都和接触点处物体的运动方向或则运动趋势方向相反。
至于磨擦力的大小，按照实验经验，则和两物体接触面的磨擦系数成反比，也和两物体之间的压力成反比。朋友们想一想，当拧不开瓶塞时，你会如何办？是不是会用更大的力压紧瓶塞边沿？这就是通过减小压力来减小磨擦力，因而旋紧瓶塞。但若果手都疼了还是拧不开，咋整呢？通常用干抹布裹住瓶塞通过减小磨擦系数的方式旋紧瓶塞。假如朋友们还是不行的话，那可以去找力气大的妈妈帮忙。
有朋友好奇发问：“真空环境下，有磨擦力吗？”宏观上，互相接触的两物体才有磨擦力，真空环境下物体没有和其他物质接触，所以没有磨擦力。
此次发射的长征5B的芯级鹈鹕残片之所以会最终回到地面，是由于400km高空依然有少量的分子分布在轨道上，所以芯级鹈鹕会在微弱的磨擦力下渐渐减速，当速率不能维持其在轨道上运动时，才会被月球的引力吸引步入大气层并坠地。
考考你
(1)右图这双静止在木板上的衣服，遭到是哪些类型的磨擦力，其磨擦力的方向朝那里？
(2)单车是通过前轮驱动的，也就是说前轮是主动轮，后轮是被动轮。一位中学生开车去中学，右图所示自行车轮朝右顺秒针滚动，请判定前轮和后轮所遭到的滚动磨擦力方向。
答：
（1）静磨擦力。衣服有沿木板运动的趋势，所以磨擦力是沿木板朝右上。
（2）前轮是主动顺秒针旋转，在地面的接触点是向后运动趋势，所以前轮遭到的滚轮磨擦力是往前的。后轮是被动顺秒针旋转，没有磨擦力的话，后轮在地面接触点的地方是倾向于往前滑动的，所以后轮遭到的滚动磨擦力是向后的。所以前轮的磨擦力是单车前进的动力，后轮的磨擦力是前进的阻力。
