gushelom.ru

Hur man ökar friktionen

Har du någonsin undrat varför du värmer dina händer när du gnuggar dem snabbt eller varför gnugga två pinnar kan du tända en eld? Svaret är koppling! När två ytor gnuggar mot varandra, motstår de naturligtvis varandra på en mikroskopisk nivå. Detta motstånd kan orsaka utsläpp av energi i form av värme, uppvärmning av händerna, eldsläckning och så vidare. Ju större friktionen desto större är den energi som släpptes, så att du vet hur man ökar friktionen mellan rörliga delar i ett mekaniskt system, kan du generera mycket värme!

Metod 1

Skapa en yta med mer friktion
1
Skapa en mer kontaktpunkt "grov" eller lim. När två material glida eller gnider mot varandra, kan tre saker hända: de små nischer, oegentligheter och utbuktningar på ytan kan scontrarsi- ena eller båda ytorna kan deformeras som svar på rörelse- slutligen ytorna av atomerna kan interagera med varandra dem. För praktiska ändamål ger alla tre av dessa effekter samma resultat: de genererar friktion. Välja slipande ytor (såsom sandpapper), kommer att deformeras om krossade (såsom gummi), eller som har adhesiva interaktioner med andra ytor (såsom lim, etc.) Det är en direkt metod för att öka friktionen.
  • Tekniska manualer och liknande källor kan vara bra verktyg för att välja de bästa materialen för att skapa friktion. De flesta byggmaterial har friktionskoefficienter känd - vilken mäter mängden friktion som genereras i kontakt med andra ytor. Nedan hittar du de dynamiska friktionskoefficienterna för några av de vanligaste materialen (en högre koefficient indikerar mer friktion:
  • Aluminium på aluminium: 0,34
  • Trä på trä: 0,129
  • Torr asfaltväg: 0,6-0, 85
  • Våt asfalt på gummi: 0,45-0,75
  • Is på is: 0,01
  • 2
    Pressa de två ytorna mot varandra med mer kraft. En grundläggande princip för grundläggande fysik är att friktionen av ett objekt är proportionell mot den normalkraft (vid tillämpningen av vår artikel, är det den kraft som pressar mot föremålet mot vilken den första slirar). Detta innebär att friktionen mellan två ytor kan ökas om ytorna pressas mot varandra mer starkt.
  • Om du någonsin har använt skivbromsar (till exempel med bil eller på cykel) har du observerat denna princip i aktion. I detta fall trycks bromsen på en serie trummor som ger friktion mot metallskivorna som är fästa på hjulen. Ju starkare bromsen pressas, desto större är kraften med vilken trummorna pressas mot skivorna och desto större genereras friktionen. Detta gör att du snabbt kan stoppa fordonet, men orsakar också betydande värmeproduktion, varför många bromsar vanligtvis är mycket heta efter intensiv bromsning.
  • 3
    Om en yta rör sig, stoppa den. Hittills har vi fokuserat på friktion dynamisk - Friktionen som uppstår mellan två föremål eller ytor som gnuggar mot varandra. Faktum är att denna friktion skiljer sig från det statisk - Den friktion som uppstår när ett objekt börjar röra sig mot en annan. I grund och botten är friktionen mellan två objekt större när de börjar röra sig. När de redan rör sig, minskar friktionen. Detta är en av anledningarna till att det är svårare att börja skjuta ett tungt föremål än att fortsätta att flytta det.
  • Prova detta enkla experiment för att observera skillnaden mellan dynamisk och statisk friktion: Lägg en stol eller ett annat möbel på ett jämnt golv i ditt hem (inte på en matta). Se till att möblerna inte har skyddande filtkuddar eller något annat material på botten som kan underlätta glidning på marken. Försök att trycka på möblerna hårt bara tillräckligt för att den ska röra sig. Du bör märka att så snart det börjar röra sig blir det snart lättare att trycka på det. Detta beror på att den dynamiska friktionen mellan skåpet och golvet är lägre än den statiska friktionen.
  • 4
    Eliminerar smörjmedel mellan de två ytorna. Smörjmedel som olja, fett, glycerin och så vidare kan kraftigt minska friktionen mellan två föremål eller ytor. Detta beror på att friktionen mellan två fastämnen är vanligtvis mycket högre än friktionen mellan de fasta ämnena och vätskan som ligger mellan dem. För att öka friktionen, försök att ta bort smörjmedlen från ekvationen och använd endast delar "torr", inte smurt, för att generera friktion.
  • För att kontrollera effekten på smörjmedlets friktion, prova det här enkla experimentet: gnugga händerna ihop som om du kände dig kall och ville värma dem. Du bör omedelbart märka värmen som orsakas av friktion. Sedan sprida en riklig mängd kräm på dina händer och försök att göra samma sak. Det är inte bara lättare att gnugga händerna snabbt, men du bör också märka en lägre värmeproduktion.
  • 5
    Eliminerar hjul eller lager för att skapa glidfriktion. Hjulen, lager och andra föremål "roterande" följa lagarna för roterande friktion. Denna friktion är nästan alltid mycket lägre än den genererade friktionen genom att glida ett likvärdigt objekt längs en yta - det här händer eftersom dessa föremål tenderar att rulla och inte glida. För att öka friktionen i ett mekaniskt system, försök ta bort hjul, lager och alla roterande delar.
  • Tänk på skillnaden mellan att dra tung vikt på marken på en vagn jämfört med en liknande vikt på en släde. En vagn har hjul, så det är mycket lättare att dra än släden, som glider mot marken, vilket genererar mycket friktion.
  • 6
    Ökar viskositeten hos vätskan. Fasta föremål är inte de enda som skapar friktion. Vätskor (vätskor och gaser som vatten respektive luft) kan också generera friktion. Mängden friktion genererad av en vätska som strömmar mot ett fastämne beror på många faktorer. En av de enklaste att kontrollera är vätskans viskositet - som ofta kallas "densitet". Generellt är mycket viskösa vätskor (de "tät", "gelatinös"etc.) genererar mer friktion än mindre viskösa (som är "slät" och "vätskor").
  • Tänk på den ansträngning som krävs för att dricka vatten med ett halm och att dricka honung. Det är mycket lätt att suga upp vattnet, vilket inte är väldigt visköst. Med honung är det svårare. Detta beror på att honungens höga viskositet skapar mycket friktion längs halmens smala väg.
  • Metod 2

    Öka vätskedynamikresistensen
    1
    Ökar området som utsätts för luft. Som tidigare nämnts kan vätskor som vatten och luft generera friktion när de rör sig mot fasta föremål. Den friktionskraft som ett föremål genomgår under sin rörelse i en vätska kallas flytande dynamiskt motstånd (i vissa fall kallas denna kraft som "luftmotstånd", "vattenbeständighet", etc.). Ett av egenskaperna hos detta motstånd är att föremål med en större sektion - det vill säga ha en bredare profil mot vätskan genom vilket de rör sig - lider mer friktion. Vätskan kan trycka mot mer totalt utrymme, vilket ökar friktionen på det rörliga objektet.
    • Låt oss till exempel säga att en sten och ett papper väger både ett gram. Om vi ​​släpper båda samtidigt, kommer stenen att hamna rakt på marken, medan papperet sakta rinner neråt. Detta är principen för flödesmotståndet i aktion - luften trycker mot den breda och stora ytarean av arket, bromsa rörelsen mycket mer än det gör med den sten, som har en relativt liten sektion.
  • 2
    Använd en form med större fluid-dynamisk dragkoefficient. Även om delen av ett objekt är en bra indikator "allmänna" av värdet av det flytande dynamiska motståndet, är faktiskt beräkningarna för att erhålla denna kraft något mer komplexa. Former samverkar med fluiderna på olika sätt under rörelsen - innebär detta att vissa former (till exempel, ett cirkulärt plan), kan undergå en mycket större motstånd jämfört med andra (t.ex. kulor) tillverkas med samma mängd material. Värdet som avser form och effekt på motstånd definieras "koefficient för fluid dynamisk resistans" och det är större för de former som ger mer friktion.
  • Tänk på till exempel flygplanets vinge. Den typiska formen på flygplanets vinge är definierad vingprofil. Denna form, som är jämn, smal, rund och smal, skärs lätt genom luften. Den har en mycket låg aerodynamisk dragkoefficient - 0,45. Tänk istället om ett flygplan hade vingar med vassa, kvadratiska och prismatiska profiler. Dessa vingar skulle generera mycket mer friktion, eftersom de inte kunde flytta utan att erbjuda mycket motstånd mot luften. Prismerna har faktiskt en aerodynamisk dragkoefficient som är mycket högre än vingeprofilens längd - ca 1,14.
  • 3
    Använd en mindre aerodynamisk kroppslinje. Tack vare ett fenomen som är kopplat till den aerodynamiska dragkoefficienten genererar objekt med större och kvadrerade flödesledningar vanligtvis mer motstånd än andra föremål. Dessa föremål är gjorda av grova och raka kanter och brukar inte bli slankare på baksidan. Föremålen, som å andra sidan har aerodynamiska profiler, är smala, har avrundade hörn och brukar krympa i ryggen - som fiskens kropp.
  • Tänk på den profil som dagens familjesedans byggs jämfört med vad som användes årtionden sedan. Tidigare hade många bilar en fyrkantig profil och byggdes med många vassa och uppriktiga vinklar. Idag är de flesta sedans mycket mer aerodynamiska och har många mjuka kurvor. Detta är en medveten strategi - de bärytor minska motståndet möter bilar, vilket minskar mängden arbete motorn har att göra för att driva bilen (vilket ökar bränsleekonomin).
  • 4
    Använd ett mindre permeabelt material. Vissa typer av material är permeabla för vätskor. Med andra ord har de hål i vilka vätskorna kan passera. Detta reducerar effektivt området för föremålet mot vilket vätskan kan trycka, vilket minskar motståndet. Denna egenskap gäller även för mikroskopiska hål - om hålen är tillräckligt stora för att passera en del av vätskan genom objektet, kommer motståndet att minskas. Detta är anledningen till att fallskärmarna, som är avsedda att skapa mycket motstånd och sänka nedgången hos dem som använder dem, är gjorda med starka tyger i nylon eller lätt silke och icke andningsbara tyger.
  • För ett exempel på den här egenskapen i åtgärd anser du att du snabbt kan flytta en pingjongracket om du borrar hål i den. Hålen låter luft passera genom hyllan när den flyttas, vilket minskar motståndet kraftigt.
  • 5
    Ökar objektets hastighet. Slutligen ökar resistansen alltid proportionellt till hastigheten, oavsett formens form eller dess permeabilitet. Ju snabbare objektet går desto mer flytande måste det korsa och ju högre motståndet. Objekt som rör sig i mycket höga hastigheter kan drabbas av mycket hög motstånd, så de behöver vanligtvis vara mycket aerodynamiska eller de kommer inte att tåla motståndet.
  • Tänk på exempelvis Lockheed SR-71 "Blackbird", ett experimentellt spionplan byggt under det kalla kriget. Blackbirden, som kunde flyga med hastigheter över 3,2, upplevde extremt aerodynamiskt drag vid dessa hastigheter trots sin optimala konstruktion - krafterna var så extrema att flygplansmetallkroppen expanderade på grund av värmen genererad av friktion av flyg i flygning.
  • tips

    • Glöm inte att en extremt hög friktion kan orsaka mycket energi i form av värme! Undvik att vidröra bilens bromsar efter att ha använt dem mycket.
    • Kom ihåg att mycket starka motstånd kan orsaka strukturskador på ett föremål som rör sig genom en vätska. Om du till exempel lägger en träplanka i vattnet medan du är på en motorbåt, är det en bra chans att det kommer att delas upp.
    Visa mer ... (9)
    Dela på sociala nätverk:

    Relaterade
    Hur man beräknar JoulesHur man beräknar Joules
    Hur man beräknar specifik värmeHur man beräknar specifik värme
    Hur man beräknar impedansHur man beräknar impedans
    Hur man beräknar termisk kapacitetHur man beräknar termisk kapacitet
    Hur man beräknar den normala kraftenHur man beräknar den normala kraften
    Hur man beräknar spänning i fysikHur man beräknar spänning i fysik
    Hur man bygger en leksaksmaskin som täcker en stor avstånd med hjälp av en musefällaHur man bygger en leksaksmaskin som täcker en stor avstånd med hjälp av en musefälla
    Hur man skapar statisk elektricitetHur man skapar statisk elektricitet
    Hur man tänder en eld utan tändare eller matcherHur man tänder en eld utan tändare eller matcher
    Hur man lyser en cigarettHur man lyser en cigarett
    » » Hur man ökar friktionen

    © 2011—2021 gushelom.ru