Turinys

• Žengti
• 1 metodas iš 2: Grubesnio paviršiaus sukūrimas
• 2 metodas iš 2: padidinkite atsparumą skystyje ar dujose
• Įspėjimai

Ar kada susimąstėte, kodėl rankos sušyla, kai greitai jas trinate, ar kodėl iš tikrųjų galite sukelti ugnį, trindami dvi lazdeles? Atsakymas yra trintis! Kai du paviršiai trinasi vienas į kitą, jie atsvers vienas kito judėjimą mikroskopiniu lygiu. Šis pasipriešinimas sukurs energiją šilumos pavidalu, kurią galėsite naudoti rankoms pašildyti, ugniai gaminti ir pan. Kuo didesnė trintis, tuo daugiau energijos išsiskirs, todėl žinokite, kaip padidinti trintį tarp dviejų judančių. mechaninės sistemos dalys iš esmės suteikia jums galimybę generuoti daug šilumos!

Žengti

1 metodas iš 2: Grubesnio paviršiaus sukūrimas

1. Sukurkite daugiau „šiurkščių“ ar lipnių kontaktinių taškų. Kai dvi medžiagos slenka ar trinasi viena į kitą, gali atsitikti trys dalykai: gali užstrigti maži kampai, įtrūkimai ir nelygumai ant paviršiaus; vienas ar abu paviršiai gali deformuotis, reaguodami į judesį; ir galiausiai bet kokio paviršiaus atomai gali pradėti sąveikauti. Praktiniais tikslais visi šie trys daro tą patį: sukuria trintį. Išrinkti abrazyvius (pvz., Švitrinį popierių), deformuojančius (pvz., Gumos) ar lipnius (pvz., Klijus ir kt.) Paviršius yra lengvas būdas padidinti trintį.
   • Techniniai vadovėliai ir panašūs šaltiniai gali būti puiki pagalba pasirenkant medžiagas, skirtas naudoti trinčiai didinti. Daugeliui standartinių statybinių medžiagų yra žinomas „trinties koeficientas“ - tai yra matas, kiek trintis susidaro kartu su kitais paviršiais. Toliau išvardyti tik kelių žinomų medžiagų trinties koeficientai (didesnė vertė rodo didesnę trintį):
   • Aliuminis ant aliuminio: 0,34
   • Mediena ant medžio: 0,129
   • Sausas betonas ant gumos: 0,6–0,85
   • Šlapias betonas ant gumos: 0,45-0,75
   • Ledas ant ledo: 0,01
2. Stipriau suspauskite abu paviršius. Pagrindinis fizikos apibrėžimas teigia, kad daikto trintis yra proporcinga normaliai jėgai (mūsų tikslams ši jėga yra lygi tai, kuria objektas stumia prieš kitą). Tai reiškia, kad trintį tarp dviejų paviršių galima padidinti, jei paviršiai stumiami kartu su didesne jėga.
   • Jei kada nors naudojote stabdžių diskus (pavyzdžiui, tuos, kurie važiuoja automobiliu ar dviračiu), pamatėte, kad šis principas veikia. Šiuo atveju, paspaudus stabdžius, trintį generuojančių blokų rinkinys stumiamas prie metalinių diskų, pritvirtintų prie ratų. Kuo stipriau paspausite stabdžius, tuo sunkiau blokai bus prispaudžiami prie diskų ir atsiras daugiau trinties. Tai leidžia greitai sustabdyti transporto priemonę, tačiau taip pat išskiria daug šilumos, todėl po stipraus stabdymo stabdžių sistemos dažnai būna labai karštos.
3. Sustabdykite bet kokį santykinį judesį. Tai reiškia, kad jei vienas paviršius juda kito atžvilgiu, jūs jį sustabdote. Iki šiol mes sutelkėme dėmesį į tai dinamiškas (arba „slankioji“) trintis - trintis, kuri atsiranda, kai du daiktai ar paviršiai trinasi vienas į kitą. Tiesą sakant, ši trinties forma skiriasi nuo statinis trintis - trintis, kuri atsiranda, kai daiktas pradeda judėti prieš kitą objektą. Iš esmės trintis tarp dviejų objektų yra didžiausia, kai jie pradeda judėti vienas prieš kitą. Jiems judant, trintis mažėja. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl sunkų daiktą sunku pajudinti, nei jį laikyti.
   • Norėdami pastebėti statinės ir dinaminės trinties skirtumą, pabandykite atlikti šį paprastą eksperimentą: pastatykite kėdę ar kitą baldą ant lygaus namo grindų (ne ant kilimo ar kilimo). Įsitikinkite, kad baldo apačioje nėra jokių apsauginių „smeigių“ ar kitokios medžiagos, kuri palengvintų slydimą ant grindų. Išbandykite baldus tiesiog stumti pakankamai stipriai, kad jis pradėtų judėti. Turėtumėte pastebėti, kad kai baldai pradeda judėti, juos iš karto tampa daug lengviau stumti. Taip yra todėl, kad dinaminė trintis tarp baldų ir grindų yra mažesnė nei statinė trintis.
4. Pašalinkite skysčius tarp paviršių. Tokie skysčiai kaip aliejus, riebalai, vazelinas ir kt. Gali žymiai sumažinti trintį tarp daiktų ir paviršių. Taip yra todėl, kad trintis tarp dviejų kietųjų medžiagų paprastai yra daug didesnė nei tarp kietųjų medžiagų ir skysčio tarp jų. Norėdami padidinti trintį, galite iš lygties pašalinti visus įmanomus skysčius, tik „sausos“ dalys sukelia trintį.
   • Išbandykite šį paprastą eksperimentą, kad suprastumėte, kiek skysčiai gali sumažinti trintį: patrinkite rankas, jei jos šaltos ir norite jas sušildyti. Turėtumėte iškart pastebėti, kad nuo įtrynimo jie tampa šilčiau. Tada ant delnų uždėkite nemažą kiekį losjono ir vėl bandykite daryti tą patį. Turėtų būti ne tik lengviau greitai patrinti rankas, bet ir pastebėti, kad jos mažiau įkaista.
5. Nuimkite ratus ar laikiklius, kad susidarytumėte slydimo trintis. Ratai, laikikliai ir kiti „riedantys“ daiktai patiria ypatingą trinties rūšį, vadinamą trintimi. Ši trintis beveik visada yra mažesnė nei trintis, atsirandanti slystant tam pačiam objektui virš žemės. - Štai kodėl šie objektai linkę riedėti ir neslysti ant žemės. Norėdami padidinti trintį mechaninėje sistemoje, galite nuimti ratus, laikiklius ir pan., Kad dalys slinktų viena prieš kitą, o ne riedėtų.
   • Apsvarstykite, pavyzdžiui, skirtumą tarp sunkiojo svorio tempimo ant žemės vežimėlyje ir lygiaverčio vežimėlio svorio. Vagonas turi ratus, todėl jį lengviau traukti nei vežimą, kuris velkasi žemę, tuo pačiu sukeldamas daug slenkančios trinties.
6. Padidinkite klampą. Tvirti daiktai nėra vieninteliai dalykai, kurie gali sukelti trintį. Skystos medžiagos (skysčiai ir dujos, atitinkamai vanduo ir oras) taip pat gali sukelti trintį. Trinties kiekis, kurį skystis sukuria tekėdamas pro kietąją medžiagą, priklauso nuo kelių veiksnių. Vienas iš lengviausiai valdomų yra klampumas - tai dažniausiai vadinama „storiu“. Paprastai didelio klampumo skysčiai (kurie yra „tiršti“, „lipnūs“ ir kt.) Sukels daugiau trinties nei skysčiai, kurie yra mažiau klampūs (jie yra „lygūs“ ir „skysti“).
   • Pavyzdžiui, atsižvelkite į pastangų skirtumą, kurį turėsite padaryti, kai pūsite vandenį per šiaudelį, o ne medų - per šiaudelį. Vanduo nėra labai klampus ir lengvai judės šiaudais. Medų yra daug sunkiau išpūsti per šiaudelį. Taip yra todėl, kad didelis medaus klampumas sukelia didelį pasipriešinimą ir todėl trintį, kai jis pučiamas per siaurą vamzdelį, pavyzdžiui, šiaudelį.

2 metodas iš 2: padidinkite atsparumą skystyje ar dujose

1. Padidinkite skysčio klampumą. Terpė, per kurią daiktas keliauja, daro objektui jėgą, kuri, kaip visuma, bando panaikinti trinties jėgą. Kuo tankesnis skystis (taigi ir klampesnis), tuo lėčiau daiktas judės per tą skystį veikiamas tam tikros jėgos. Pavyzdžiui: marmuras per orą kris daug greičiau nei per vandenį, o per vandenį greičiau nei per sirupą.
   • Daugumos skysčių klampą galima padidinti sumažinus temperatūrą. Pavyzdžiui: marmuras per šaltą sirupą krenta lėčiau nei per sirupą kambario temperatūroje.
2. Padidinkite oro veikiamą plotą. Kaip nurodyta pirmiau, skystos medžiagos, tokios kaip vanduo ir oras, tekėdamos pro kietąsias medžiagas gali sukelti trintį. Trinties jėga, kurią objektas patiria judėdamas per skystą medžiagą, vadinama atsparumu (priklausomai nuo terpės, tai dar vadinama „oro pasipriešinimu“, „atsparumu vandeniui“ ir kt.). Viena iš atsparumo savybių yra tai, kad daiktas didesnio skerspjūvio - tai yra objektas, kurio profilis yra didesnis, kai jis juda per skystį, patiria didesnį pasipriešinimą. Tai suteikia skysčiui daugiau paviršiaus, prie kurio galima spausti, o tai padidina daikto trintį jam judant.
   • Tarkime, kad akmenukas ir popieriaus lapas sveria po vieną gramą. Jei leisime abiem nukristi tuo pačiu metu, akmenukas kris tiesiai žemyn, o popieriaus lapas lėtai sukasi žemyn. Čia matote veikiantį oro pasipriešinimą - oras stumiasi prieš didelį, platų popieriaus paviršių, sukurdamas pasipriešinimą, o popierius krinta žemyn daug lėčiau nei akmenukas, kurio skerspjūvis yra palyginti siauras.
3. Pasirinkite didesnio atsparumo formą. Nors objekto skerspjūvis yra geras generolas yra rezistoriaus dydžio nurodymas, iš tikrųjų rezistoriaus skaičiavimai yra daug sudėtingesni. Skirtingos formos skirtingai elgiasi skysčiuose, per kuriuos praeina - tai reiškia, kad kai kurios formos (pvz., Plokščios plokštės) yra atsparesnės nei kitos (pvz., Sferos), pagamintos iš tos pačios medžiagos. Kadangi santykinio oro pasipriešinimo dydžio matas taip pat vadinamas „pasipriešinimo koeficientu“, sakoma, kad didelės oro varžos formos turi didesnį pasipriešinimo koeficientą.
   • Tarkime, pavyzdžiui, lėktuvo sparnus. Tipiško lėktuvo sparno forma vadinama a aerodromas. Ši lygi, siaura ir suapvalinta forma lengvai juda oru. Pasipriešinimo koeficientas yra labai mažas - 0,45. Kita vertus, galite įsivaizduoti, kad sparnas turi aštrius kampus, yra kaladėlės formos arba atrodo kaip prizmė. Šie sparnai sukuria daug daugiau trinties, nes jie sukelia didelį pasipriešinimą skrydžio metu. Taigi prizmės turi didesnį pasipriešinimo koeficientą nei sparnų profiliai - apie 1,14.
4. Padarykite objektą mažiau racionalų. Kitas reiškinys, susijęs su skirtingų formų skirtingais pasipriešinimo koeficientais, yra tas, kad objektai, turintys didesnį, kvadratinį „apvalumą“, paprastai sukuria daugiau pasipriešinimo nei kiti objektai. Šie daiktai susideda iš grubių, tiesių linijų ir dažniausiai nesusiaurėja link nugaros. Kita vertus, supaprastinti daiktai dažnai yra labiau suapvalinti ir siaurėjantys link nugaros - kaip žuvies kūnas.
   • Pavyzdžiui, tai, kaip šiandien suprojektuotas vidutinis šeimos automobilis, palyginti su to paties tipo prieš kelis dešimtmečius. Anksčiau automobiliai buvo kur kas labiau blokuoti ir turėjo daug daugiau tiesių ir stačiakampių linijų. Šiandien dauguma šeimos automobilių yra daug racionalesni ir, didele dalimi, švelniai suapvalinti. Tai daroma specialiai - supaprastinta forma reiškia, kad automobilis patiria mažiau pasipriešinimo, sumažindamas variklio pastangas perkelti automobilį (ir sumažina dujų ridą).
5. Naudokite medžiagą, kuri praleidžia mažiau oro. Kai kurios medžiagos praleidžia skysčius ir dujas. Kitaip tariant, yra skylių skysčiui praeiti. Tai užtikrina, kad daikto, prieš kurį stumia skystis, paviršius tampa mažesnis, taigi yra mažesnis pasipriešinimas.Ši savybė išlieka galiojanti, net jei skylės yra mikroskopinės - tol, kol skylės yra pakankamai didelės, kad galėtų praeiti skystis / oras, varža sumažės. Štai kodėl parašiutai, skirti sukurti daug oro pasipriešinimo ir taip sumažinti kieno ar kažko kritimo greitį, yra pagaminti iš stipraus, lengvo šilko ar nailono, o ne medvilnės ar kavos filtrų.
   • Norėdami pateikti šios savybės pavyzdį, pagalvokite apie tai, kas atsitiks su stalo teniso šikšnosparniu, kai jame išgręžiate keletą skylių. Tuomet tampa daug lengviau greitai judinti irklą. Kiaurymės leidžia orui praeiti sukant irklą, o tai labai sumažina pasipriešinimą ir leidžia irklei judėti greičiau.
6. Padidinkite objekto greitį. Galiausiai, neatsižvelgiant į daikto formą ar iš jo pralaidžios medžiagos, pasipriešinimas, kurį jis patiria, visada didės jam judant. Kuo greičiau objektas juda, tuo daugiau skysčio jis turės judėti, o tai savo ruožtu padidina pasipriešinimą. Objektai, judantys labai dideliu greičiu, gali patirti labai didelę trintį dėl didelio pasipriešinimo, todėl šie objektai paprastai ten bus supaprastinti, kitaip jie sugrius dėl pasipriešinimo jėgos.
   • Panagrinėkime „Lockheed SR-71“ „Blackbird“ - eksperimentinį šnipinėjimo lėktuvą, pastatytą per šaltąjį karą. „Blackbird“, skriejantis didesniu nei 3,2 macho greičiu, nepaisant savo supaprastintos konstrukcijos, susidūrė su dideliu greičiu, nepaisydamas racionalaus dizaino - pakankamai ekstremalaus, kad lėktuvo metalinis korpusas galėtų išsiplėsti dėl šilumos, susidarančios dėl trinties iš oro skrydžio metu. .

Įspėjimai

• Itin didelė trintis gali išskirti daug energijos šilumos pavidalu! Pavyzdžiui, jūs tikrai nenorite liesti savo automobilio stabdžių kaladėlių iškart po to, kai stipriai paspausite stabdžius!
• Didelės jėgos, išsiskyrusios tempiant per skystį, gali pakenkti tam objektui. Pavyzdžiui, jei plaukiodami greitaeigiu kateriu į vandenį įkišite plokščią plonos faneros dalį, greičiausiai ji bus suplyšusi.