沙子在火車執行過程中是非常重要的，當火車在啟動，上坡，急停，軌道結冰等情況下，向鐵軌上噴灑適量的沙子，可以有效改善車輪與鐵軌之間的摩擦力，起到安全保障的作用。

十幾年前就寫過一篇文章，談到沙子與摩擦的關係，其中就談到火車輪旁邊有噴沙口，火車啟動、上坡或者雨雪天氣，車輪可能會在鐵軌上打滑，將沙子噴到車輪和鐵軌之間，可增大車輪與鐵軌之間的摩擦，防止車輪打滑。

有趣的是，沙子會減小摩擦，比如大家知道拔河比賽是比的雙方與地面的摩擦力的大小，如果一方場地有沙子，與地面的摩擦力就會明顯減小。

這事確實有趣，同樣是沙子，在火車輪與鐵軌之間增大摩擦，在鞋底和地面之間減小摩擦，道理何在？

我們先回顧一下增大和減小摩擦的方法：增大摩擦的方法：(1)增大壓力；(2)增大接觸面的粗糙程度；(3)用滑動代替滾動。減小摩擦的方法：(1)減小壓力；(2)減小接觸面的粗糙程度；(3)用滾動代替滑動；(4)使摩擦面彼此分離。

對照一下，不難發現，在火車輪和鐵軌之間噴撒沙子，增大了接觸面的粗糙程度，因為火車輪和鐵軌之間巨大的壓力會將沙子碾成齏粉，如同體操和舉重運動員上場前要在手上擦鎂粉，增大了接觸面的粗糙程度，增大了摩擦。而鞋底與地面之間有沙子，當用力登地時，沙子就會滾動，從而大大減小了摩擦。不僅沙子，其他小顆粒狀的物體，在鞋底和地面之間都會因滾動減小鞋底與地面之間的摩擦，比如在CBA賽場上，經常會看到運動員向後抬起腳來，用手撫摸鞋底，就是怕鞋底上有小顆粒狀的物體，擔心劇烈運動中小顆粒滾動，減小了鞋底與地板之間的摩擦，使自己滑倒。

火車頭的沙子透過撒沙裝置噴到鋼軌上以增大輪軌間的黏著係數從而增大摩擦力，提高機車的牽引力和制動力。防止機車因牽引力過大造成輪對空轉或者制動力過大造成滑行。

空轉，滑行會損壞車輪和鋼軌。