12.令人费解的铅笔

像图10那样，将一根长铅笔放在水平伸出的双手食指上，慢慢地将两根手指互相靠近，同时保持铅笔始终处于水平状态。注意观察铅笔，它会轮番在两根手指上移动——先是这边，然后那边，然后又这边，又那边……假如用一根更长的棍子代替铅笔，这样轮番移动的次数就会更多。应该如何解释这个令人费解的现象呢？

图10　铅笔在两根手指移近时交替向两个方向移动

这里用到两个对我们有帮助的定律——库伦-阿蒙顿定律和物体滑动时的摩擦力比物体静止时的摩擦力小的定律。前者的内容是，物体开始滑动时受到的摩擦力T是某个表示相互摩擦物体特征的数值f与物体作用于支点的压力N的乘积。用公式表示为：

接下来我们试着用这两个定律来解释一下铅笔移动的问题。

铅笔被放在两根手指上的时候很难使压在两根手指上的力完全相等，总会有一根手指上受到的力相对大些，所以那根手指上的摩擦力就比另一根手指上的大。

库伦-阿蒙顿定律公式清晰地向我们展示了这一点。这个较大的摩擦力阻碍了铅笔的运动，使铅笔只能在压力较小的支点上移动。但铅笔的重心随着两根手指的相互接近越来越靠近滑动的支点，使该支点上的压力渐渐增大。由于物体滑动时的摩擦力比物体静止时的摩擦力小，所以这个滑动会持续一会儿，直到滑动支点上的压力增加到一定的程度，同样增加到极限的摩擦力就会使这一支点上的滑动停止，这时另一个支点——也就是另一根手指就成了滑动的支点。这种现象会轮番出现，在两根手指互相靠近的过程中，它们会轮流成为铅笔的滑动支点。