Садржај

• На корак
• Метод 1 од 2: Стварање храпавије површине
• Метод 2 од 2: Повећајте отпор у течности или гасу
• Упозорења

Да ли сте се икада запитали зашто вам се руке загреју када их брзо трљате или зашто заправо можете подметнути ватру трљајући две палице? Одговор је трење! Када се две површине трљају једна о другу, супротставиће се међусобном кретању на микроскопском нивоу. Овај отпор ће створити енергију у облику топлоте коју можете користити за загревање руку, ложење ватре итд. Што је веће трење, више енергије ће се ослободити, зато знајте како повећати трење између две покретне. делови у механичком систему у основи вам дају прилику да генеришу пуно топлоте!

На корак

Метод 1 од 2: Стварање храпавије површине

1. Створите више „грубих“ или лепљивих контактних тачака. Када два материјала клизе или се трљају један о други, могу се догодити три ствари: могу се ухватити мали углови, пукотине и неравнине на површини; једна или обе површине могу се деформисати као одговор на кретање; и, на крају, атоми на било којој површини могу почети да међусобно комуницирају. У практичне сврхе, све три раде исто: стварају трење. Уклањање површина које су абразивне (попут брусног папира), деформисаних (попут гуме) или лепљивих (попут лепка итд.) Једноставан је начин за повећање трења.
   • Технички уџбеници и слични извори могу бити од велике помоћи при одабиру материјала за повећање трења. Већина стандардних грађевинских материјала има познати „коефицијент трења“ - односно меру колика је трења створена заједно са осталим површинама. Коефицијенти трења за само неколико познатих материјала наведени су у наставку (већа вредност указује на веће трење):
   • Алуминијум на алуминијуму: 0,34
   • Дрво на дрвету: 0,129
   • Сув бетон на гуми: 0,6-0,85
   • Мокри бетон на гуми: 0,45-0,75
   • Лед на леду: 0,01
2. Снажније гурните две површине. Основна дефиниција у физици каже да је трење које је предмет подложан сразмерно нормалној сили (у нашу сврху ова сила је једнака оној којом предмет гура против другог). То значи да се трење између две површине може повећати ако се површине притисну заједно са више силе.
   • Ако сте икада користили кочионе дискове (на пример, оне на аутомобилу или бициклу), онда сте видели овај принцип на делу. У овом случају, притиском на кочнице, сет блокова који стварају трење притиснут је на металне дискове који су причвршћени за точкове. Што јаче притиснете кочницу, то ће блокови бити јаче притиснути о дискове и биће веће трење. То вам омогућава брзо заустављање возила, али такође ослобађа пуно топлоте, због чега су системи кочења често веома врући након јаког кочења.
3. Зауставите свако релативно кретање. То значи да ако се једна површина помери у односу на другу, зауставите је. До сада смо се фокусирали на динамичан (или „клизно“) трење - трење које настаје када се два предмета или површине трљају један о други. У ствари, овај облик трења се разликује од статички трење - трење које настаје када предмет почне да се креће о други предмет. У основи, трење између два предмета је највеће када почну да се крећу један против другог. Једном када су у покрету, трење се смањује. То је један од разлога зашто је тешко покренути тежак предмет него га задржати.
   • Да бисте уочили разлику између статичког и динамичког трења, испробајте следећи једноставан експеримент: Поставите столицу или други комад намештаја на глатки под у свом дому (не на тепих или тепих). Уверите се да намештај на дну нема никакве заштитне „завртње“ или било који други тип материјала који ће олакшати клизање по поду. Пробајте намештај само гурните довољно снажно да почне да се креће. Требали бисте приметити да када се намештај почне кретати, одмах постаје много лакше гурнути. То је зато што је динамичко трење између намештаја и пода мање од статичког трења.
4. Уклоните течности између површина. Течности попут уља, масти, вазелина итд. Могу знатно смањити трење између предмета и површина. То је зато што је трење између две чврсте супстанце обично много веће од трења између чврстих тела и течности између њих. Да бисте повећали трење, можете извадити све могуће течности из једначине, а трење узрокују само „суви“ делови.
   • Покушајте са следећим једноставним експериментом да бисте стекли представу у којој мери течности могу да смање трење: Протрљајте руке ако су хладне и желите да их загрејете. Могли бисте одмах приметити да постају топлији од трљања. Затим ставите добру количину лосиона на дланове и покушајте да поновите исто. Не само да би требало да буде лакше брзо трљање руку, већ ћете приметити и да се мање загреју.
5. Уклоните точкове или носаче да бисте створили трење при клизању. Точкови, носачи и други „ваљани“ предмети доживљавају посебну врсту трења која се назива трење котрљања. Ово трење је готово увек мање од трења генерисаног клизањем истог предмета по земљи. - Због тога ови предмети имају тенденцију да се котрљају и не клизе по земљи. Да бисте повећали трење у механичком систему, можете уклонити точкове, носаче итд. Тако да делови клизе један против другог, а не да се котрљају.
   • Размотрите, на пример, разлику између повлачења тешке тезине преко земље у кочији у односу на еквивалентну тежину у кочији. Вагон има точкове, па га је лакше вући од кочије која се вуче по тлу стварајући притом пуно трења при клизању.
6. Повећати вискозност. Чврсти предмети нису једине ствари које могу створити трење. Течне супстанце (течности и гасови попут воде и ваздуха) такође могу створити трење. Количина трења коју течност ствара када прође поред чврстог тела зависи од неколико фактора. Једна од најлакших за контролу је вискозност - то је оно што се обично назива "дебљина". Генерално, течности са високом вискозношћу (оне су „густе“, „лепљиве“ итд.) Изазваће веће трење од течности које су мање вискозне (оне су „глатке“ и „течне“).
   • На пример, узмите у обзир разлику у напору који ћете морати учинити када дувате воду кроз сламку у односу на дување меда кроз сламку. Вода није јако вискозна и лако ће се кретати кроз сламу. Мед је много теже дувати кроз сламку. То је зато што велика вискозност меда ствара велику отпорност, а тиме и трење када се дува кроз уску цев попут сламе.

Метод 2 од 2: Повећајте отпор у течности или гасу

1. Повећајте вискозност течности. Медијум кроз који предмет путује делује на њега који као целина покушава да поништи силу трења на предмету. Што је течност гушћа (и према томе вискознија), то ће се спорије кретати кроз ту течност под утицајем дате силе. На пример: мермер ће падати кроз ваздух много брже него кроз воду, а кроз воду брже него кроз сируп.
   • Вискозност већине течности може се повећати снижавањем температуре. На пример: мермер спорије пада кроз хладни сируп него кроз сируп на собној температури.
2. Повећајте површину изложену ваздуху. Као што је горе наведено, течне супстанце као што су вода и ваздух могу створити трење када пролазе поред чврстих материја. Сила трења коју искуси објекат при кретању кроз течну супстанцу назива се отпор (у зависности од подлоге, то се назива и „отпор ваздуха“, „отпор воде“ итд.) Једно од својстава отпора је да је предмет са већим попречним пресеком - односно, објекат већег профила док се креће кроз флуид - доживљава већи отпор. То даје течности већу површину за гурање, што повећава трење о предмету док се креће кроз њега.
   • Претпоставимо да су каменчић и лист папира по један грам. Ако пустимо да обоје падну истовремено, каменчић ће пасти равно доле, док ће се лист папира полако ковитлати надоле. Овде видите отпор ваздуха на делу - ваздух се гура према великој, широкој површини папира стварајући отпор и папир пада много спорије од каменчића који има релативно уски пресек.
3. Изаберите облик са већим отпором. Иако је попречни пресек предмета добар Генерал је показатељ величине отпорника, у стварности су прорачуни отпорника много сложенији. Различити облици се понашају на различит начин у течностима кроз које пролазе - то значи да су неки облици (нпр. Равне плоче) отпорнији од других (нпр. Сфере) направљени од истог материјала. Пошто се мера за релативну величину отпора ваздуха назива и „коефицијент отпора“, каже се да облици са великим отпором ваздуха имају већи коефицијент отпора.
   • Размотримо, на пример, крила авиона. Облик типичног крила авиона назива се а аеропрофил. Овај глатки, уски и заобљени облик лако се креће кроз ваздух. Коефицијент отпора је врло низак - 0,45. С друге стране, можете замислити да крило има оштре углове, има облик блока или изгледа као призма. Ова крила генеришу много више трења јер стварају пуно отпора у лету. Тако призме имају већи коефицијент отпора од криластих профила - око 1,14.
4. Учините објекат мање поједностављеним. Још један феномен повезан са различитим коефицијентима отпора различитих облика је да објекти са већим, квадратнијим "оплатама" генеришу више отпора од осталих објеката. Ови предмети се састоје од грубих, равних линија и обично се не сужавају према леђима. С друге стране, поједностављени предмети су често заобљенији и сужавају се према леђима - попут тела рибе.
   • На пример, начин на који је данас дизајниран просечан породични аутомобил у поређењу са истим типом пре више деценија. У прошлости су аутомобили били много блокантнији и имали су много више равних и правоугаоних линија. Данас је већина породичних аутомобила много једноставнија и у великој мери нежно заобљена. То се ради намерно - поједностављени облик значи да аутомобил доживљава мање отпора, смањујући напор мотора да покреће аутомобил (и смањујући километражу).
5. Користите материјал који омогућава пролаз мање ваздуха. Неки материјали омогућавају пролазак течности и гасова. Другим речима, постоје рупе за пролазак течности. Ово осигурава да површина предмета на коју течност гура постане мања, па је и отпор мањи.Ово својство остаје на снази чак и ако су рупе микроскопске - све док су рупе довољно велике да пролазе течност / ваздух, отпор ће бити смањен. Због тога су падобрани, дизајнирани да генеришу велики отпор ваздуха и тиме смање брзину пада некога или нечега, направљени од јаке, лагане свиле или најлона, а не од памука или филтера за кафу.
   • Да бисте дали пример овог својства на делу, размислите шта се догађа са палицом за пинг понг када избушите неколико рупа у њој. Тада постаје много лакше брзо померити весло. Отвори омогућавају пролаз ваздуха током њихања лопатице, што у великој мери смањује отпор и омогућава брже кретање весла.
6. Повећајте брзину објекта. Коначно, без обзира на облик предмета или колико је материјал пропусан од материјала, отпор на који наилази ће се увек повећавати како се брже креће. Што се брже објект креће, то ће се више течности морати кретати, што заузврат повећава отпор. Објекти који се крећу врло великом брзином могу доживети врло велико трење због високог отпора, па ће ови предмети тамо обично бити усмерени или ће се распасти услед силе отпора.
   • Узмимо у обзир Лоцкхеед СР-71 "Блацкбирд", експериментални шпијунски авион изграђен током хладног рата. Црни птица, која је могла да лети брзином већом од 3,2 маха, наишла је на екстремни отпор тих великих брзина, упркос свом поједностављеном дизајну - довољно екстремном да проузрокује ширење металног трупа летелице услед топлоте коју ствара трење из ваздуха током лета. .

Упозорења

• Изузетно велико трење може ослободити пуно енергије у облику топлоте! На пример, заиста не желите да додирнете кочионе плочице свог аутомобила одмах након што снажно притиснете кочнице!
• Велике силе ослобођене провлачењем кроз течност могу проузроковати структурно оштећење тог предмета. На пример, ако равну страну танког комада шперплоче забодете у воду док крстарите глисером, велике су шансе да ће бити поцепан.