Creșteți frecarea

V-ați întrebat vreodată de ce mâinile tale sunt calde atunci când freacă repede împreună sau de ce două bețe pentru a freca împreună pot face de fapt un foc? Răspunsul este fricțiunea! Atunci când două suprafețe se freacă unul împotriva celuilalt, ele vor contracara reciproc mișcarea la nivel microscopic. Această rezistență va genera energie sub formă de căldură, pe care le puteți încălzi mâinile, puteți face un foc, etc. Cu cât mai mare de frecare, mai multă energie va fi lansat acolo, așa că știu cum să mări frecarea dintre două în mișcare partajarea într-un sistem mecanic vă oferă, în principiu, posibilitatea de a genera o mulțime de căldură!

conținut

Pași
Metoda 1crearea unei suprafețe mai rugoase
Metoda 2creșteți rezistența într-un lichid sau gaz
Avertismente

pași

Metoda 1
Crearea unei suprafețe mai rugoase

Imagine cu titlul Paint Faux Wood Step 4

Creați mai multe puncte de contact "dure" sau lipicioase. Atunci când două materiale frece sau slide-unul împotriva celuilalt, există trei lucruri se pot întâmpla: mici colțuri, fisuri și neregularități pe suprafața poate merge în fiecare alte haken- una sau ambele suprafețe pot începe să se deformeze, ca răspuns la mișcarea și, în cele din urmă, atomii pot reacționează reciproc în fiecare suprafață. În scopuri practice, toate cele trei lucruri fac același lucru: induceți frecare. Selectarea suprafețelor care sunt abrazive (cum ar fi șmirghel), formând (cum ar fi cauciucul) sau nelipicios (cum ar fi clei, etc.) este o modalitate simplă de a crea o mai mare frecare.

Manualele tehnice și sursele similare pot fi instrumente excelente pentru selectarea materialelor pe care le puteți utiliza pentru a spori frecarea. Cele mai multe materiale de construcție standard sunt cunoscute "coeficient de frecare" - este o măsură a cantității de frecare generată împreună cu alte suprafețe. Coeficienții de frecare pentru doar câteva materiale cunoscute sunt arătați mai jos (o valoare mai mare indică o frecare mai mare):
Aluminiu pe aluminiu: 0,34
Lemn pe lemn: 0,129
Betonul uscat pe cauciuc: 0,6-0,85
Beton umed pe cauciuc: 0,45-0,75
Gheață pe gheață: 0,01

Imagine cu titlul Întoarceți un vas de crotală Pasul 15

Împingeți cele două suprafețe mai mult împreună. O definiție de bază în fizica precizează că frecarea că un obiect este în curs este proporțională cu forța normală (pentru scopul nostru este această forță egală cu cea cu care obiectul împinge împotriva celuilalt). Aceasta înseamnă că frecarea dintre două suprafețe poate fi mărită dacă suprafețele sunt împinse unul cu celălalt cu mai multă forță.

Dacă ați folosit vreodată discuri de frână (de exemplu cele ale unei mașini sau ale unei biciclete), ați văzut acest principiu în acțiune. Aici, apăsând frânele, o pereche de blocuri de frecare sunt presate pe discurile metalice care sunt fixate pe roți. Cu cât împingeți mai mult frânele, cu atât mai greu vor fi blocate blocurile împotriva discurilor și vor apărea mai multe frecare. Acest lucru vă permite să opriți rapid vehiculul, dar de asemenea eliberează multă căldură, motivul pentru care sistemele de frânare sunt adesea foarte calde după frânarea puternică.

Imagine intitulată Mișcarea mobilierului greu Pasul 3

Opriți fiecare mișcare relativă. Aceasta înseamnă că dacă o suprafață se mișcă în raport cu o altă suprafață, o opriți. Până acum, ne-am concentrat asupra dinamic (sau "alunecare") frecare - frecare care are loc atunci când două obiecte sau suprafețe se freacă unul împotriva celuilalt. De fapt, această formă de frecare este diferită de static frecare - frecare care are loc atunci când un obiect începe să se deplaseze împotriva unui alt obiect. În esență, frecarea dintre cele două obiecte este cea mai mare atunci când încep să se miște unul împotriva celuilalt. Odată ce acestea sunt în mișcare, frecarea scade. Acesta este unul din motivele pentru care este dificil de a obține un obiect greu în mișcare decât de al păstra.

Încercați următorul experiment simplu pentru a observa diferența dintre frecare statică și dinamică: puneți un scaun sau o altă piesă de mobilier pe o podea netedă în casa ta (nu pe un covor de acoperire sau de podea). Asigurați-vă că mobilierul nu este protejat "pui de somn" are un fund sau alt tip de material care face mai ușor să-l glisați peste podea. Încercați mobilierul doar împingeți suficient de tare pentru a începe să se miște. Ar trebui să observați că odată ce mobila începe să se miște, va deveni imediat mult mai ușor de împins. Acest lucru se datorează faptului că frecare dinamică dintre mobilier și podea este mai mică decât frecarea statică.

Imaginea intitulată Îndepărtați adezivul din lemn Pasul 9

Îndepărtați lichidele dintre suprafețe. Lichide precum uleiul, grăsimea, jeleul de petrol, etc. pot reduce semnificativ frecarea dintre obiecte și suprafețe. Acest lucru se datorează faptului că frecarea dintre două solide este, de obicei, mult mai mare decât cea dintre solide și un lichid între ele. Pentru a mări fricțiunea, puteți elimina toate lichidele posibile din ecuație, unde numai "uscat" părțile asigură frecare.

Încercați următorul experiment simplu, pentru a obține o idee despre măsura în care lichidele pot reduce frecarea: Își rupeți mâinile împreună când sunt reci și doriți să le încălziți. Ar trebui să puteți vedea imediat că devin mai calde prin frecare. Apoi puneți o cantitate rezonabilă de loțiune pe palmele dvs. și încercați să faceți din nou același lucru. Nu numai că ar fi mai ușor să frecați mâinile împreună rapid, dar veți observa, de asemenea, că acestea devin mai puțin calde.

Imaginea intitulată Conduceți o mașină în vremea iernii Pasul 12

Scoateți roțile sau suporturile pentru a crea frecare alunecoasă. Roți, purtători și altele "rulare" obiectele se confruntă cu un tip special de frecare numită frecare de rulare. Această frecare este aproape întotdeauna mai mică decât frecare generată de alunecarea aceluiași obiect peste pământ. - De aceea, aceste obiecte au tendința să se rostogolească și să nu alunece peste pământ. Pentru a mări fricțiunea într-un sistem mecanic, puteți scoate roțile, suporturile etc. astfel încât piesele să se alunece unul față de celălalt, să nu se rostogolească.

Luați în considerare, de exemplu, diferența dintre tragerea unei greutăți mari pe pământ într-un vagon față de o greutate similară într-o sanie. Un vagon are roți și, prin urmare, este mai ușor de tras decât o sanie, care trage de-a lungul solului generând o mulțime de frecare alunecătoare.

Imaginea intitulată Conduceți în pasul cu nămol 11

Creșteți viscozitatea. Obiectele fixe nu sunt singurele lucruri care pot crea frecare. Substanțele lichide (lichide și gaze, cum ar fi aerul de apă, respectiv) pot genera, de asemenea, frecare. Cantitatea de frecare pe care o substanță lichidă o generează atunci când curge de-a lungul unui solid depinde de mai mulți factori. Una dintre cele mai ușor de controlat este vâscozitatea - ceea ce este în general acceptat "grosime" este numit. În general, lichidele cu vâscozitate ridicată (care sunt "gros". "lipicios", etc.) cauzează mai multă frecare decât lichidele care sunt mai puțin vâscoase (care sunt "neted" și "lichid").

Luați în considerare, de exemplu, diferența de efort pe care trebuie să o faceți dacă aruncați apă printr-un paie, în timp ce suflați mierea printr-o paie. Apa nu este foarte viscoasă și se va mișca cu ușurință prin paie. Draga mea este mult mai dificil de suflat printr-o paie. Acest lucru se datorează faptului că viscozitatea ridicată a mierei generează o mare rezistență și, prin urmare, frecare atunci când este suflată printr-un tub îngust ca o paie.

Metoda 2
Creșteți rezistența într-un lichid sau gaz

Imaginea intitulată Utilizați o prăjitură frigorifică Step 16

Creșteți vâscozitatea lichidului. Mediul prin care se deplasează un obiect exercită o forță asupra obiectului care, în ansamblu, încearcă să elimine forța de fricțiune a obiectului. Cu cât un lichid este mai aproape (și deci mai viscotic), cu atât obiectul mai lent se va mișca prin acel lichid sub influența unei forțe date. De exemplu: o marmură va cădea prin aer mai repede decât prin apă și prin apă din nou mai repede decât prin sirop.

Viscozitatea majorității lichidelor poate fi mărită prin scăderea temperaturii. De exemplu, o marmură cade mai lent prin sirop rece decât prin sirop la temperatura camerei.

Imaginea intitulată Curățirea picăturilor de pasăre Pasul 9

Creșteți zona expusă aerului. Așa cum s-a indicat mai sus, substanțe lichide precum apa și aerul pot genera frecare în timp ce curge de-a lungul solidelor. Forța de fricțiune pe care un obiect o traversează prin intermediul unei substanțe lichide se numește rezistență (acest lucru se numește în funcție de mediu "rezistența la aer". "rezistența la apă", etc.) Una dintre proprietățile rezistenței este că un obiect cu un diametru mai mare - adică un obiect cu un profil mai mare în timp ce se deplasează prin lichid - se confruntă cu mai multă rezistență. De aceea, lichidul are mai multă suprafață pentru a împinge împotriva acestuia, ca urmare a faptului că fricțiunea asupra obiectului crește pe măsură ce se deplasează prin el.

Să presupunem că o pietricele și o foaie de hârtie cântăresc câte un gram. Să ambele se încadrează în același timp, pietricica va cădea drept în jos atunci când hârtia se va flutter încet în jos. Acest lucru este în cazul în care veți vedea rezistența aerului în acțiune - aer împinge pe suprafața mare largă a hârtiei, astfel încât există o rezistență, iar hârtia scade mult mai lent decât în jos pietricica, care are o secțiune transversală relativ îngustă.

Imagine cu titlul Curățați mobilierul antichizat Pasul 3

Alegeți o formă cu o rezistență mai mare. Deși secțiunea transversală a unui obiect este bună global indicația este de mărimea rezistenței, în realitate calculele de rezistență sunt mult mai complicate. Diferite forme se comporte în moduri diferite în lichidele în care acestea trec prin ea - acest lucru înseamnă că unele forme (de exemplu, plăci plane.), O rezistenta mai mare decat multe alte forme (de exemplu, sfere.), Care sunt realizate din același material. Deoarece măsura pentru dimensiunea relativă a rezistenței la aer se mai numește și "coeficient de rezistență" fierbinte, se spune că formele cu o rezistență mare la aer, au un coeficient de rezistență mai mare.

De exemplu, gândiți-vă la aripile unui avion. Forma unei aripi tipice a unei aeronave se numește una aripa profil. Această formă netedă, îngustă și rotundă se mișcă ușor prin aer. Coeficientul de rezistență este foarte scăzut - 0,45. Pe de altă parte, vă puteți imagina că o aripă are colțuri ascuțite, este în formă de bloc sau arată ca o prismă. Aceste aripi generează mult mai multe frecare, deoarece generează o mare rezistență în timpul zborului. Prin urmare, prismele au un coeficient de rezistență mai mare decât profilurile aripilor - aproximativ 1,14.

Imaginea intitulată Îndepărtați mirosul mașinii noi Pasul 3

Asigurați-vă că obiectul este mai puțin raționalizat. Un alt fenomen care este legat de coeficienții de rezistență diferiți ai diferitelor forme este acela că obiectele cu o formă mai mare, mai mult în formă de bloc "simplifica"Generați în general mai multă rezistență decât alte obiecte. Aceste obiecte constau din linii drepte, drepte și, de obicei, nu sunt mai înguste în spate. Pe de altă parte, obiectele raționalizate sunt adesea mai rotunjite și sunt conice spre spate - ca și corpul unui pește.

De exemplu: modul în care este conceput în prezent mașina medie de familie în comparație cu același tip de decenii în urmă. În trecut, mașinile erau mult mai blocate și aveau linii mult mai drepte și dreptunghiulare. În prezent, majoritatea mașinilor de familie sunt mult mai raționalizate și pentru o mare parte rotunjite încet. Acest lucru se face intenționat - o asigură forma raționalizate care reduc rezistența la vânt, permițând motorului are nevoie de mai puțină muncă grea pentru propulsarea vehiculului (și reducând astfel consumul de combustibil).

Utilizați materiale care permit un aer mai puțin. Unele materiale permit lichidelor și gazelor. Cu alte cuvinte, există găuri pe care lichidul le poate trece. Acest lucru asigură că suprafața obiectului la care lichidul devine împingeri mai mici împotriva ei, astfel încât să existe o rezistență mai mică. Această proprietate rămâne valabilă chiar și în cazul în care sunt microscopice pori - atâta timp cât găurile sunt suficient de mari pentru a permite lichid / aer va fi redus cu rezistor. Acesta este motivul pentru care parașute, proiectat pentru a absorbi mult mai rezistenta si, astfel, reduce rata de cădere a cuiva sau a ceva, a făcut din mătase rezistente, ușoare sau nailon, nu filtre de bumbac sau de cafea.

Pentru a da un exemplu de această funcție în acțiune, vă puteți gândi la ce se întâmplă cu o rachetă de tenis atunci când detaliați câteva găuri. Apoi, va fi mult mai ușor să mutați rapid paleta. Orificiile permit aerului să se deplaseze în timp ce se rotește cu paleta, astfel că rezistența este mult redusă și paleta se poate deplasa mai repede.

Imaginea intitulată Conduceți fără probleme cu o transmisie manuală Pasul 8

Măriți viteza obiectului. În cele din urmă, indiferent de forma unui obiect sau modul în care materialul permeabil este făcută, rezistența că experiența va fi întotdeauna mai mare în cazul în care se mișcă mai repede. Cu cat obiectul se misca mai repede, cu atat mai mult lichid va trebui sa se miste, ceea ce va creste rezistenta. Obiectele care se misca la viteze foarte mari pot experimenta o frecare foarte mare cauzate de rezistență ridicată, astfel încât aceste obiecte vor exista în mod tipic sunt raționalizate sau altfel ei vor cădea în afară de forța de rezistență.

Gândește-te la Lockheed SR-71 "mierlă", un avion experimental de spionaj, construit în timpul Războiului Rece. Mierla cu viteze mai mari de Mach 3.2 ar putea zbura, cu experiență de rezistență extremă, din cauza vitezelor ridicate, în ciuda designului aerodinamic - suficient de departe pentru extinderea fuselaj de metal, datorită căldurii generate de frecare din timp ce aerul zbura.

avertismente

Extrem de mare frecare poate elibera o mulțime de energie sub formă de căldură! De exemplu, într-adevăr nu doriți să stați pe plăcuțele de frână ale mașinii dvs., imediat după ce ați lovit frânele!
Forțele mari care se eliberează atunci când tractează printr-un lichid pot provoca daune structurale obiectului respectiv. De exemplu, introduceți partea plată de o bucată subțire de placaj în apă, în timp ce naviga cu o barcă de viteză, se va fi rupt în bucăți șansele.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit