Кто не любит кататься на коньках? Но конькобежец редко задумывается над физическими явлениями, благодаря которым коньки приносят ему такую большую радость. В большинстве учебников эти явления сводятся к следующему: плотность воды больше плотности льда, поэтому, если лед при температуре 0º С сжать, он плавится. Иными словами, по мере роста внешнего давления температура плавления льда (а в то же время температура замерзания воды) снижается, причем тем сильнее, чем больше давление. Следовательно, когда мы стоим в острых коньках на льду, вес нашего тела распределяется по небольшой площади, которую занимают острия коньков. Поэтому мы оказываем на лед сравнительно большое давление. Лед под лезвиями плавится, между ними и льдом образуется тоненькая пленка воды, действующая как смазка. Это значительно снижает трение, что позволяет нам легко бегать на коньках -и делать разные пируэты и сложные фигуры.

А теперь вопрос: почему коньки делают из стали, а например, не из специальной- пластмассы? Ведь давно известны синтетические материалы, успешно заменяющие сталь. Они не только достаточно тверды, но им свойственна и меньшая сила трения при скольжении по льду нежели у металла, имеющего такую же площадь контакта со льдом и тот же вес. Но представьте себе, скользить на (пластмассовых коньках было бы намного труднее, потребовалось бы больше усилий от конькобежца. Почему?

Вы, наверное слышали про опыт с куском льда, который разрезает нагруженная на концах проволока: через определенное время проволока пронижет лед насквозь. Это происходит потому, что лроволока, оказывая давление на лед, снижает его температуру плавления, и он под проволокой (начинает таять. Стоит заметить: кусок льда не будет разрезан пополам, так как у воды над проволокой будет снова нормальное давление, и она замерзнет. Такое явление называется режеляцией, или промерзанием льда. „Об этом мы знаем, — окажете вы, но в чем здесь общее с (пластмассовым коньком)” Задайте и другой вопрос: произойдет ли то же, если металлическую проволоку заменить нейлоновой леской? Оказывается, нет. Леска будет входить в лед настолько медленно, что он скорее растает, чем прорежется. Отсюда следует простой вывод: чтобы лед таял, недостаточно увеличить давление, нужна еще и дополнительная тепловая энергия. А где ее взять пластмассе, если она, как известно, плохой проводник тепла? Сталь же, из которой сделан конек, как хороший проводник тепла, увеличивает возможность образования пленки под коньком. Поэтому на стальных коньках легче кататься, чем на пластмассовых.

Казалось бы, все ясно. Однако наши рассуждения следует продолжить. Известно, что при температуре менее —22ºС лед не плавится даже под очень большим давлением. Значит, в подобных случаях смазывающий слой воды не появится. Но разве в сильный мороз скользить на коньках труднее, чем в умеренный? Каждый знает: разницы практической нет. Чем же это объяснить?
С сожалением признаюсь, что не знаю ответа «а этот вопрос. Причем не только я, вам не ответит ни один физик. Ведь неоднократно бывало в истории наук,, что малосущественное на первый взгляд наблюдение становилось началом фундаментального открытия.

Может быть, кто-нибудь из -вас восполнит в будущем, теорию скольжения? Да и сейчас попытайтесь построить свою гипотезу и поделитесь с нами своими соображениями.
И в заключение, когда нам ясно, что же неясно, задам последний вопрос: если стальные коньки лучше пластмассовых, то почему поверхности лыж покрывают пластиком? Ведь снег — это тоже отвердевшая вода.

ЗБИГНЕВ ПЛОХОЦКИЙ
журнал “Горизонты техники для детей” №10-88г.