Tartalom

• Lépések
• 1. módszer a 2 -ből: Felületek dörzsölése
• 2/2 módszer: Frontális ellenállás
• Tippek

Gondolkozott már azon, hogy miért melegszik fel a keze, amikor egymáshoz dörzsöli őket, vagy miért tud tüzet rakni két fadarab dörzsölésével? A válasz a súrlódás! Amikor két test mozog egymáshoz képest, megjelenik egy súrlódási erő, amely megakadályozza az ilyen mozgást.A súrlódás hatására energia szabadulhat fel hő, melegedő kéz, tüzes tűz stb. Minél nagyobb a súrlódás, annál több energia szabadul fel, így a mechanikus rendszer mozgó alkatrészei közötti súrlódás növelésével sok hőt kap!

Lépések

1. módszer a 2 -ből: Felületek dörzsölése

1. 1 Amikor két test mozog egymáshoz képest, a következő három folyamat fordulhat elő: a testek felületén lévő szabálytalanságok zavarják a testek egymáshoz viszonyított mozgását; a test egyik vagy mindkét felülete deformálódhat ilyen mozgás következtében; az egyes felületek atomjai kölcsönhatásba léphetnek egymással. Mindezek a folyamatok részt vesznek a súrlódásban. Ezért a súrlódás növelése érdekében válasszon csiszolófelülettel (például csiszolópapírral), deformálható felülettel (például gumi) vagy tapadó tulajdonságokkal rendelkező felülettel (például ragadós) rendelkező testeket.
   • A súrlódást fokozó anyagok kiválasztásával kapcsolatos további információkért tekintse meg az oktatóanyagokat vagy az online forrásokat. A közönséges anyagoknál megtalálható a súrlódási együtthatójuk (az egyik anyagnak a másik felületén való csúszásához vagy mozgatásához szükséges erő mennyiségi jellemzője). Az alábbiakban felsoroljuk egyes anyagok súrlódási együtthatóit (minél magasabb az együttható, annál nagyobb a súrlódás):
   • Alumíniumtól alumíniumig: 0,34
   • Fa -fa: 0,129
   • Száraz beton gumi fölött: 0,6-0,85
   • Nedves beton gumin: 0,45-0,75
   • Jég a jégen: 0,01
2. 2 Nyomja közelebb egymáshoz a testeket a súrlódás növelése érdekében, mivel a súrlódási erő arányos a dörzsölő testre ható erővel (a testek egymáshoz viszonyított mozgási irányára merőleges erő).
   • Gondoljunk a tárcsafékekre egy autóban. Minél jobban nyomja a fékpedált, annál jobban nyomja a fékbetéteket a kerékpánthoz, annál nagyobb a súrlódás, és gyorsabban áll meg az autó. De minél erősebb a súrlódás, annál több hő szabadul fel, ezért erős fékezéskor a fékbetétek nagyon felforrósodnak.
3. 3 Ha egy test mozgásban van, állítsa le. Eddig figyelembe vettük a csúszó súrlódást, amely akkor fordul elő, amikor a testek egymáshoz képest mozognak. A csúszó súrlódás sokkal kisebb, mint a statikus súrlódás, vagyis az az erő, amelyet le kell győzni ahhoz, hogy két érintkező test mozgásba lendüljön. Ezért nehezebb mozgatni egy nehéz tárgyat, mint irányítani, amikor már mozog.
   • Végezzen egyszerű kísérletet, hogy megértse a különbséget a csúszó súrlódás és a statikus súrlódás között. Helyezze székét sima padlóra (ne szőnyegre). Győződjön meg arról, hogy a szék lábain nincs gumi vagy más párna a csúszás megakadályozása érdekében. Nyomja meg a széket a mozgatásához. Észre fogja venni, hogy ha a szék mozgásban van, könnyebb lesz tolnia, mert a szék és a padló közötti csúszási súrlódás kisebb, mint a nyugalmi súrlódás.
4. 4 Távolítsa el a két felület közötti zsírt a súrlódás növelése érdekében. A kenőanyagok (olajok, vazelin stb.) Jelentősen csökkentik a dörzsölő testek közötti súrlódási erőt, mert a szilárd anyagok közötti súrlódási együttható sokkal magasabb, mint a szilárd és a folyadék közötti súrlódási tényező.
   • Végezzen egyszerű kísérletet. Dörzsölje össze a száraz kezeket, és észre fogja venni, hogy a hőmérsékletük megemelkedett (melegebbek). Most nedvesítse meg a kezét, és dörzsölje újra. Most nem csak könnyebben dörzsölheti össze a kezét, hanem kevésbé (vagy lassabban) is felmelegszik.
5. 5 Szabaduljon meg a csapágyaktól, kerekektől és egyéb gördülő testektől, hogy megszabaduljon a gördülési súrlódástól, és az elsőnél jóval nagyobb csúszó súrlódást kapjon (ezért könnyebb az egyik testet a másikhoz képest görgetni, mint tolni / húzni).
   • Például képzelje el, hogy azonos tömegű testeket tesz szánra és kerekes kocsira. A kerekekkel ellátott kocsit sokkal könnyebb mozgatni (gördülő súrlódás), mint a szánkót (csúszó súrlódás).
6. 6 Növelje a folyadék viszkozitását a súrlódási erő növelése érdekében. A súrlódás nemcsak szilárd anyagok mozgatásakor következik be, hanem folyadékokban és gázokban is (víz, illetve levegő). A folyadék és a szilárd anyag közötti súrlódás számos tényezőtől függ, például a folyadék viszkozitásától - minél nagyobb a folyadék viszkozitása, annál nagyobb a súrlódási erő.
   • Például képzelje el, hogy vizet és mézet iszik egy szívószálon keresztül. Az alacsony viszkozitású víz könnyen átjut a szívószálon, de a nagy viszkozitású méz aligha jut át ​​a szalmán (mivel a méz jobban dörzsöli a szalma falait).

2/2 módszer: Frontális ellenállás

1. 1 Növelje testfelületét. Amint fentebb említettük, amikor a szilárd anyagok folyadékokban és gázokban mozognak, súrlódási erő is keletkezik. Azt az erőt, amely megakadályozza a testek mozgását folyadékokban és gázokban, frontális ellenállásnak nevezik (néha légellenállásnak vagy vízállóságnak is nevezik). A frontális ellenállás nagyobb a testfelület növekedésével, amely merőleges a test folyadékon vagy gázon keresztül történő mozgásának irányára.
   • Vegyünk például egy 1 g tömegű pelletet és egy azonos súlyú papírlapot, és engedjük el őket egyszerre. A gabona azonnal a padlóra hull, és a papírlap lassan lesüllyed. Itt csak látszik a húzás elve - a papír felülete sokkal nagyobb, mint egy pelleté, így nagyobb a légellenállás, és a papír lassabban esik le a padlóra.
2. 2 Használjon magas ellenállási együtthatójú testformát. A testfelület mozgásra merőlegesen irányított területe alapján csak általánosságban lehet megítélni a frontális ellenállást. A különböző formájú testek különböző módon kölcsönhatásba lépnek a folyadékokkal és a gázokkal (amikor a testek gázon vagy folyadékon mozognak). Például egy kerek lapos lemez nagyobb ellenállással rendelkezik, mint egy kerek golyó alakú lemez. A különböző alakú testek ellenállását jellemző értéket ellenállási együtthatónak nevezzük.
   • Vegyük például egy repülőgép szárnyát. A repülőgép szárnyának alakját légszárnynak nevezik. Ez egy karcsú, keskeny és lekerekített forma, alacsony ellenállási együtthatóval (kb. 0,45). Másrészt képzelje el, hogy a repülőgép szárnya négyzet alakú, téglalap alakú prizma. Az ilyen szárnyaknál a húzás óriási lenne (ez igaz, mivel a négyzet alakú téglalap alakú prizma ellenállási együtthatója 1,14).
3. 3 Használjon kevésbé áramvonalas testeket. A nagy köbös testek általában nagy ellenállással rendelkeznek. Az ilyen testek téglalap alakú sarkokkal rendelkeznek, és nem kúposak a vége felé. Másrészt az áramvonalas testek lekerekített élekkel rendelkeznek, és általában a vége felé elkeskenyednek.
   • Például hasonlítsa össze a modern autót és a több évtizeddel ezelőtt gyártott autót. A régi autók négyzet alakúak voltak, míg a modern autók sok sima görbével rendelkeznek. Ezért a modern autók kevésbé ellenállnak és alacsonyabb motorteljesítményt igényelnek (ami üzemanyag -takarékossághoz vezet).
4. 4 Használjon átmenő lyukak nélküli testeket. Bármely átmenő lyuk a testben csökkenti a légáramlást azáltal, hogy lehetővé teszi a levegő vagy a víz átáramlását a lyukon (a lyukak csökkentik a test felületét, amely merőleges a mozgásra). Minél nagyobbak az átmenő lyukak, annál kisebb a húzás. Ezért az ejtőernyőket, amelyek nagy ellenállást keltenek (lelassítják az esés sebességét), tartós, könnyű selyemből vagy nejlonból készítik, nem pedig gézből.
   • Például növelheti a ping-pong lapát sebességét, ha több lyukat fúr a lapátba (ezzel csökkentheti a lapát felületét és csökkenti az ellenállást).
5. 5 Növelje a test sebességét, hogy növelje a ellenállást (ez igaz bármilyen alakú és anyagú testre). Minél nagyobb egy tárgy sebessége, annál nagyobb mennyiségű folyadékot vagy gázt kell átengednie, és annál nagyobb az ellenállás. A nagyon nagy sebességgel mozgó testek óriási ellenállást tapasztalnak, ezért egyszerűsíteni kell őket; ellenkező esetben az ellenállás ereje elpusztítja őket.
   • Vegyük például a Lockheed SR-71 kísérleti felderítő repülőgépet, amelyet a hidegháború idején építettek. Ez a repülőgép nagy M = 3,2 sebességgel tudott repülni, és áramvonalas alakja ellenére óriási ellenállást tapasztalt (olyan nagy, hogy a fém, amelyből a repülőgép törzse készült, a súrlódás miatt felmelegszik).

Tippek

• Ne feledje, hogy a súrlódás sok energiát szabadít fel hő formájában. Például ne érintse meg az autó fékbetétjét közvetlenül a fékezés után!
• Ne feledje, hogy a nagy ellenállású erők a folyadékban mozgó test megsemmisüléséhez vezethetnek. Például, ha egy hajókirándulás során egy rétegelt lemezdarabot tesz a vízbe (úgy, hogy felülete merőleges legyen a csónak mozgására), akkor valószínűleg a rétegelt lemez eltörik.