力，无处不在，无时不有。它就在我们身边，就在我们的生活之中，我们无时无刻不在和力打交道。本章将通过讲述我们身边关于力的一系列故事，来加深我们对力的认识和理解。
雨衣中的力学
每逢下雨天，外出的人们不是打伞就是穿雨衣用以防雨，因为它们都具有防水功能。
雨衣为什么不透水呢？奥妙就在制作材料上。就拿布制雨衣来说吧，它是用防雨布（经过防水剂处理的普通棉布）制成的，防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆，石蜡乳化以后，变成细小的粒子均匀地分布在棉布的纤维上。
石蜡和水是合不来的，水碰见石蜡就形成椭圆形水珠，在石蜡上面滚来滚去，这说明是石蜡起了防雨的作用，物理学上把这种不透水的现象叫做“不浸润现象”。
物质是由分子构成的，同一种物质的分子之间的相互作用力，叫做内聚力；而不同物质的分子之间的相互作用力叫附着力。在内聚力小于附着力的情况下，就会产生“浸润现象”；反之，则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水，正是由于水的内聚力大于水对雨衣的附着力的缘故。
物理学还告诉我们：水的内聚力作用在水表面形成表面张力。水的表面张力使水面形成一层弹性薄膜，当水和其他物体接触时，只要水对它不浸润，那么这层弹性膜就是完好的，可以把水紧紧地包裹着。有人曾经试验过：巧妙地把水倒进浸过蜡的金属筛里，水从筛眼里是漏不下去的。
我们常见的玻璃看起来光滑晶亮，可是，水遇上它却能紧紧地缠住不放，这给人们带来了很多麻烦：下雨的时候，车前窗玻璃上的雨水挡住了司机的视线，很不安全，于是只好开动雨刮器，把雨水排去；戴眼镜的人在喝热水的时候，镜片上会立即蒙上一层雾汽，挡住了视线，让人什么东西也看不见。
人们知道了水的表面张力的特性，了解了水的内聚力与附着力的关系以后，不仅巧妙地制成了雨衣，而且还造出了新颖的“憎”水玻璃——在普通玻璃上涂一层硅有机化合物药膜，它大大削弱了雾汽对玻璃的附着力。用这种憎水玻璃做镜片，给戴眼镜的人解除了蒙雾的苦恼；把这种玻璃安在车的前窗上，刮水器也就用不着了。
剪刀的力学奥妙
我们平时使用的剪刀的刀柄和刀口长短是差不多的。但是，有着特殊用途的剪刀的刀柄和刀口的长短却很不一样。比如理发师剪头发的“理发剪”，它的刀柄很短而刀口却相当长，为的是在长长的头发丛中一刀能整齐地剪下一撮头发。又比如，园艺工人修树枝的“园艺剪”，因为它要把较硬较粗的树枝剪断，所以刀柄要做得很长，使力点离开支点远些，这样剪起树枝来就比较省力了。
剪刀是利用杠杆原理制作的，它的支点就是那个把两半片剪刀连接在一起的铁铆钉，它的刀柄长度就等于力臂，刀口长度等于阻力臂。根据杠杆平衡的原理：力×力臂=阻力×阻力臂，就可以针对不同的工作对象制作不同的剪刀。如果要省力，就把刀口做得短一些，把刀柄做得长一些；如果要一次多剪东西，反过来就把刀口做得长一些，把刀柄做得短一些。
除了出自省力上的考虑外，还要针对不同的工作对象，在剪刀的形状上动脑筋。同样是“园艺剪”，就有好几种形状，修树叶的，不但刀口长（可以一次剪去许多树叶），而且刀柄向上弯，为的是方便操作；剪树枝的，不但刀口短（可以省力），而且其中一个刀口要做成半圆形，为的是可以包围住圆圆的树枝。
除了剪刀本身的结构外，怎样使用剪刀也是大有讲究的，使用得好就能事半功倍。例如，用剪刀剪马口铁时，要尽力使剪口张开得宽些，为什么呢？目的是能把金属顺利地塞进靠近旋转中心的地方，阻力矩的力臂短些就可以省些力，在剪刀的剪柄或平口钳的把手上，成年人一般要用400～500牛顿的力，但由于一个力臂可能是另一个力臂的20倍，我们就能够在剪刀施加约10000牛顿的力紧紧地咬住金属。
汽车紧急刹车的力学原理
一辆公共汽车急速地行驶在公路上，突然前方出现了一个意料不到的险情，司机迅速踩住踏板猛然刹车，车虽然停下来，但是乘客却身不由己地全都向前倾倒，拥挤在一起，这是由于惯性引起的。
什么是惯性呢？如果物体在没有外力作用的情况下，它的运动状态就不会改变，原来静止的将继续静止，原来运动的还将以原来的速度沿原来的方向继续运动下去，这个规律叫做牛顿第一定律，又称为惯性定律。
惯性是物体本身的固有属性，任何物体都有着保持自己原来运动状态的能力。比如放在桌上的书，没有人拿走，书总是留在原处，停在车站上的列车，没有被机车拉走，总是停在原地。这说明在没有外力作用时，静止的物体总保持静止状态静则恒静。
正在前进的自行车，不用脚去蹬它，它自己仍会前进，枪弹离开了枪膛，已经不受火药气体的作用，它仍然以很大的速度前进。可见运动的物体能保持自己的运动。
把一个小车放在不同光滑程度的表面上，用同样的力推它一下，表面越光滑，小车受的阻力越小，小车走得越远，小车的运动状态越接近于匀速直线运动状态。如果在绝对光滑的理想表面上，小车将做匀速直线运动。这说明在没有外力作用下，运动的物体就保持匀速直线运动状态动。
惯性的例子太多了，在日常生活中，你早就和惯性见过多次面了。
进行百米赛跑，当你跑到终点时，仿佛有个人还在后面推你使你身不由己地还要往前跑一段才能停下来。在舞台上，杂技演员头顶花坛，他的身子迅速转了九十度，可是花坛并不随着转动。另一位演员站在晃板上，盘上放着四个玻璃杯，杯口架着一块光滑的薄木板，在木板上对准各个杯口的位置上放着“蛋圈”，每个“蛋圈”上放一个鸡蛋，然后用手中木棍猛打薄木板，木板飞走了，鸡蛋却准确地落进一只只玻璃杯中。
人们在实践中，经常会碰到物体的惯性现象，逐渐认识它，并把它应用在生活和生产中。古代打仗，在敌人可能经过的地方埋伏绳索，把马脚绊住，马的身子由于惯性继续前进，因此摔倒在地，骑在马背上的人也就跌了下来。
龙井茶叶和虎跑水的张力
盛产龙井茶的杭州流传有这样一句活：“龙井茶叶虎跑水。”意思是龙井茶叶只有用烧开后的虎跑泉的泉水泡制才能喝出美味来，其中的奥妙在于，虎跑泉的水中含有多种微量元素矿物质，对人体健康非常有利。其实，不仅是虎跑泉水如此，其他名泉的泉水也有这个效应。
虎跑泉水还有另一个明显的特点：在装满泉水的茶杯里投进一粒小石子后，它的水面会高出茶杯口，但却溢不出来，有人说这就是虎跑泉的与众不同之处。其实，这一“特点”是众多泉水（如济南趵突泉、无锡惠山泉等）的“共同点”，是由这些泉水中富含矿物质造成的。
纯水在一定的温度下具有一定的表面张力，并且随着温度的增高而减小。当水里含有杂质时，有的杂质能使水的表面张力减小，例如肥皂或有机物；有的杂质能使水的表面张力增大，例如矿物质。一般的泉水里都富含矿物质，所以泉水的表面张力比纯水要大很多，它使泉水表面的分子相互吸引，紧紧地挤在一起，这就是泉水能满过杯口而不溢出的根本原因。
汽车里的安全气囊与安全带
安全带和气囊也是根据力与运动的关系而发明的。道路交通事故可谓多种多样，其中对车内人员造成伤害的，大多是因为运动中的车辆与其他物体发生碰撞。运动的车辆受碰撞突然停止，而车内人员在惯性的作用下仍以碰撞前的速度向前运动，结果在车内甚至冲出车外与刚性物体发生第二次碰撞，因此而造成不同程度的伤害。设置安全带和安全气囊的目的就是尽量避免或减轻第二次碰撞时带给车内人员的伤害。
安全带是20世纪60年代初发明的。经过40多年的发展和创新，现在的安全带均由强度极大的合成纤维制成，带有自锁功能的卷收器，采用对乘客的肩部和腰部同时实现约束的V形三点式设计。系上安全带后，卷收器自动将其收紧，一旦车辆紧急制动、发生碰撞或者翻滚，安全带会因乘客身体的前冲而发生猛烈的拉伸，其自锁功能便立即发挥作用，瞬间卡住安全带，使乘客身体紧贴座椅，避免第二次碰撞。
安全气囊是安全带的辅助设施，控制模板在1990年问世，在车辆发生碰撞的瞬间，控制模块会对碰撞的严重程度立即作出判断，若确认安全带已不能承受，便在0.01秒内使气囊充气，让乘客的头、胸部与较为柔软有弹性的气囊接触，减轻伤害，最新式的汽车还安装了防侧撞气囊。
风筝飞翔需要风给力
不知你是否想过，当你拉着风筝的线向前牵动时，为什么风筝会向上飞起？如果你能够回答这个问题，那么你就可以明白为什么飞机会飞，为什么植物的种子会随风传播，甚至可以部分了解原始人用的所谓飞旋标的奇怪运动原理了，因为这一切都是属于同一种性质的现象。原来，正是那给枪弹和炮弹的飞行造成极大阻碍的空气使得植物种子或风筝等轻巧的物体能够飘浮，同时还使载了乘客的沉重飞机也能够飞行。
当我们牵动风筝的线时，风筝便动起来，由于尾部的重量，它会以倾斜的姿势移动。在这个运动中的风筝上作用的有哪些力量呢？空气自然是应当阻碍它的行动的，它在风筝上施加一些压力，因为空气总是依垂直的方向压向一个平面的，这个力可以分解成两个力，描出一个所谓力的平行四边形，结果，力就分解成两个分力。
其中一个力将风筝推向后面，以此减低原来的速度；而另一个力却把风筝拉着向上；它把风筝的重量减轻，而且如果这个力量相当大，就可以把风筝的重量全部抵消，使它升起。正是因为这样，当我们把线向前牵动的时候，风筝就会向上升起。
飞机也跟风筝一样，不同的只是牵动风筝的线的人力，用飞机上的螺旋桨或者喷气发动机来代替了，螺旋桨或者喷气发动机使机身向移动，结果就跟风筝一样，使它向上升起了。当然，这里只是这个现象的一个极简单的解释，事实上，使得飞机升起的原因还有许多。
运动中的自行车为何不倒？
会骑自行车的人有时会有这样的疑惑：行走中的自行车为何不倒，原因在于：凡是高速转动的物体，都有一种能保持转动轴方向不变的能力，使它们不向两侧倒。陀螺能够不倒也是这个道理。我们骑车时是在前进的方向上给自行车一个力，使车轮转动起来，车轮就能保持一定的平衡状态，再利用车把调节一下平衡，自行车就可以往前走了。可是一停下来，车子就会因失去平衡倒下来。
自行车在垂直平面内合外力为零，以此为目标来寻找，便会发现意想不到的结果。自行车在垂直平面内受到重力和支持力，支持力随着车偏离垂直面的夹角的增大而减少，但是在自行车运动起来处于垂直平面内静止时，自行车垂直平面内的受力真的只有这两种吗？
当自行车竖直放在地面时，通常自行车与地面的垂线成微小的角度，使得地面对车的支持力小于重力，使车要向下运动，但由于车因运动而产生的摩擦力使自行车摔倒的痕迹成弧状。
当自行车向前运动时，产生了一个新力——摩擦力，也就是这个力的出现和车轮的弹性的共同作用下才产生了一个垂直方向上的力，弥补支持力向上，使得垂直方向上的合外力为零。
新力的产生与球类以及一些弹性物体的一个特有的现象有关，若把气球水平放在桌面上，两只手只在水平方向挤压气球，人的手会感觉到一个垂直向上的力，所有的弹性物质或多或少都有这个性质——力之间相互的传递性，自行车的车轮也不例外。
因为分子间力的相互传递可以是不同方向的，当一个分子打在两个分子之间这两个分子便向上下两方向运动。还有其他的分子之间的蹦击使得力能四处传递。最终使球类物质发生形变，当有物体阻止其形变时，使球类物质获得一个与接触面垂直的力，无物质阻挡时则不受到力。
自行车垂直放在水平面上，是没几个人能够让它不倒的。只有运动车才不易倒，运动过程中，摩擦力挤压车轮使车轮发生了形变，车轮的形变是四面八方的，再挤压地面，产生了一个向上的力，这个力的产生是自行车不倒的原因。
自行车不倒的原因是竖直方向上合力不为零。这里的一个难点就是支持力的变化因素。当自行车斜放时，支持力减少，原本是向下运动的，但是有摩擦力产生使得自行车最终绕接触点做圆圈运动。简单地说合力向下，自行车向下运动。
当自行车运动起来时，由于轮胎的挤压而产生的力向上，使得总体合力向上。有人说那么这个力很大吧！其实未必，因为自行车斜的角度很小时，它向下的合力是很小的，只不过越到后来角度越大合力就越大了！更现实的是我们骑车时也会把车扶正的。
挤压程度的大小是由阻力来决定的，速度越快阻力越大。合力向上，当然是向上动了，到了最上面，即车与地面垂直。所以我们一般看见的自行车都是垂直地面静静地驶向远方。
