Ako zväčšiť trenie: 11 krokov (s ilustráciami)

Nikdy ste si nemysleli, prečo sa vaše ruky stanú teplom, keď ich ste o sebe navzájom, alebo prečo je možné ťažiť trenie dvoch borov? Odpoveď - trenie! Keď sa dva telá pohybujú voči sebe navzájom, objaví sa trecia sila, ktorá zabraňuje tomuto pohybu. Trenie môže spôsobiť uvoľňovanie energie vo forme tepla, otepľovania rúk, rezbárskeho ohňa a tak ďalej. Čím viac trenia, tým viac energie sa uvoľní, preto zvyšuje trenie medzi pohyblivými časťami v mechanickom systéme, dostanete veľa tepla!

Kroky

Metóda 1 z 2:

Povrchy trenia tel

jeden. Keď sa dva telá pohybujú navzájom, môžu sa vyskytnúť tieto tri procesy: Spoľahlivosť na povrchu telies zasahuje do pohybu telies voči sebe navzájom, jeden alebo obidva povrchy telies môžu byť deformované v dôsledku takéhoto pohybu každého povrchu môže vzájomne pôsobiť. Všetky uvedené procesy sú zapojené do trenia. Preto na zvýšenie trenia vyberte telá s brúsnym povrchom (napríklad brúsnym papierom), s deformovateľným povrchom (napríklad gumeným) alebo s povrchom, ktorý má adhezívne vlastnosti (napríklad lepkavé).

Viac informácií o výbere materiálov na zvýšenie trenia Zobrazenie učebníc alebo online zdrojov. Pre bežné materiály môžete nájsť ich trecie koeficienty (kvantitatívna charakteristika sily potrebnej na sklzu alebo pohybovať jeden materiál na povrch druhej). Koeficienty trenia niektorých materiálov sú uvedené nižšie (čím vyšší je koeficient, tým viac trenia):
Hliníkový hliník: 0,34
Strom drevo: 0,129
Suchý betón na gumu: 0,6-0,85
Mokré betón na gumu: 0,45-0,75
Ľad na ICE: 0.01

2. Poponáhľajte si telá silnejšie zvýšiť trenie, pretože trecie sily je úmerná silu pôsobiacemu na palebnom tele (sily poslané kolmo na smer pohybu telies v porovnaní s navzájom).

Pripomeňte si kotúčové brzdy v aute. Čím silnejší stlačíte na brzdový pedál, čím silnejšie sú brzdové doštičky stlačené proti tyčom kolesa, tým silnejší je trenie a rýchlejšie sa auto zastaví. Ale silnejšie je trenie, tým viac uvoľneného tepla, takže sa brzdové doštičky ohrievajú ostré brzdenie.

3. Ak je jedno telo v pohybe, zastaviť. Zatiaľ sme považovali za trenie posuvného, ktoré vzniká pri pohybujúcich sa telách voči sebe navzájom. Klšové trenie je oveľa menšie trenie mieru, to znamená, že sily, ktoré je potrebné prekonať, aby priniesli dve kontaktné orgány v pohybe. Preto je ťažšie presunúť ťažký predmet, ktorý ich kontroluje, keď sa už pohybuje.

Stráviť jednoduchý experiment, aby ste pochopili rozdiel medzi trením sklzu a trením odpočinku. Dajte stoličku na hladkú podlahu (nie na koberci). Uistite sa, že na nohách predsedu nie sú žiadne gumy alebo iné podložky, ktoré ho bránia. Stlačte stoličku, aby ste ho presunuli. Všimnite si, že hneď, ako prišla stolička, stala vám to jednoduchšie tlačiť, pretože trenie medzi stoličkou a podlahou menej trením odpočinku.

4. Zbavte sa mazania medzi dvoma povrchmi pre zväčšenie trenia. Lubrikanty (oleje, vazelín a tak ďalej) výrazne znižujú trecie sily medzi trefnými telami, pretože trecí koeficient medzi pevnými telesami je významne vyšší ako koeficient trenia medzi pevnou a kvapalinou.

Stráviť jednoduchý experiment. Hodiť suché ruky na seba a všimnete si, že ich teplota sa zvýšila (zahrejú). Teraz mokrými rukami a znova ich trávite. Teraz ste len ľahšie trieť ruky na seba, ale sú zahrievaní menej (alebo pomalšie).

Obrázok s názvom Zvýšenie kroku trenia 5

päť. Zbavte sa ložísk, kolies a iných valcovacích telies, aby ste sa zbavili valcovacieho trenia a získali trenie kĺzania, čo je oveľa viac ako prvé (takže si valte jedno telo v porovnaní s ostatnými ľahšími.

Predstavte si napríklad, že ste vložili telá rovnakej hmotnosti do saniach a na vozíku kolesa. Vozík s kolesami je oveľa jednoduchšie presunúť (valcovanie trením) ako sani (skĺznutie).

6. Zvýšte viskozitu tekutiny na zvýšenie trecej sily. Trenie sa koná nielen pri pohybe pevných látok, ale aj v kvapalinách a plynoch (voda a vzduch). Trenie medzi kvapalinou a pevnou látkou závisí od viacerých faktorov, napríklad viskozitou tekutín - čím väčšia je viskozita tekutiny, tým viac trecou silou.

Predstavte si napríklad, že pijete vodu a med cez slamu. Voda s nízkou viskozitou sa ľahko prejde cez slamu, ale med, ktorý má veľkú viskozitu, prejde cez slamku s ťažkosťami (od medu spúšťa steny slamy).

Metóda 2 z 2:

Pretiahnuť

jeden. Zvýšenie plochy povrchu tela. Ako je uvedené vyššie, pri sušení v kvapalinách a plynoch, vzniká aj trecia sila. Sila zabraňuje pohybu telies v kvapalinách a plynoch sa nazýva odpor navíjania (niekedy sa nazýva odpor vzduchu alebo odolnosť voči vode). Čelné sklo je väčšie so zvýšením povrchu tela, ktorý je zameraný kolmo na smer pohybu tela tekutými alebo plynmi.

Napríklad, vezmite drvič s hmotnosťou 1 g a list papiera rovnakej hmotnosti a súčasne ich uvoľnite. Drvička okamžite spadne na podlahu a list papiera pomaly klesá. Tu je princíp čelného skla práve viditeľný - povrchová plocha papiera je oveľa väčšia, než je drvenie, takže odpor vzduchu je väčšia a papier spadne na podlahu pomalšie.

2. Použite tvar tela s veľkým koeficientom čelného odporu. Na ploche tela, ktorý je zameraný na kolmú na pohyb, možno posúdiť prednú impedanciu len všeobecne. Orgány rôznych foriem interagujú s kvapalinami a plynmi rôznymi spôsobmi (keď sa telá pohybujú plynom alebo kvapalinou). Napríklad okrúhla plochá doska má väčšiu čelnú odolnosť ako guľatá guľová doska. Veľkosť charakterizujúca odolnosť telies rôznych tvarov čelného skla sa nazýva koeficient čelného skla.

Zvážte napríklad krídlo lietadla. Tvar krídla lietadla sa nazýva aerodynamický profil. Je to hladká, úzka a zaoblená forma s malým koeficientom predného skla (asi 0,45). Na druhej strane si predstavte, že krídlo lietadla má tvar štvorcového obdĺžnikového hranolu. V takýchto krídlach by bolo čelné sklo obrovské (to je pravda, pretože koeficient čelného skla námestia obdĺžnikového hranolu je 1.14).

3. Použite telu menej zjednodušený tvar. V pravidle majú veľké karosérie karosérie vysoké odolnosť voči čelnýmniu. Takéto telá majú obdĺžnikové rohy a nie sú vyučované do konca. Na druhej strane, telo zjednodušenej formy má zaoblené hrany a zvyčajne sa zúžili.

Napríklad porovnajte moderné auto a auto pred niekoľkými desaťročiami. Staré autá mali námestie, a v ručke moderných áut veľa hladkých kriviek. Moderné autá majú preto menej čelného skla a pre nich potrebujete menší motor (ktorý zahŕňa úspory paliva).

Obrázok s názvom Zvýšenie trenia Krok 10

4. Používať telesá bez cez otvory. Akákoľvek cez otvor v tele znižuje čelné sklo, pretože umožňuje prúdenie vzduchu alebo vody cez takú otvor (v dôsledku otvorov, povrchovou plochou tela je znížená, kolmé na pohyb). Čím viac cez otvory, tým menšie čelné sklo. To je dôvod, prečo sú padáky, ktoré sú navrhnuté tak, aby vytvorili veľké čelné sklá (spomaliť rýchlosť pádu), vyrobené z trvanlivého, ľahkého hodvábu alebo nylonu a nie z gázy.

Môžete napríklad zvýšiť rýchlosť rakety ping-pong, ak sa v nej posunute niekoľko otvorov (na zníženie plochy povrchu rakety a resp. Znížte odpor čelného skla).

Obrázok s názvom Zvýšenie trenia Krok 11

päť. Zvýšte rýchlosť tela na zvýšenie odolnosti proti čelnýmniu (to platí pre telesie akéhokoľvek tvaru a vyrobené z akéhokoľvek materiálu). Čím vyššia je rýchlosť objektu, čas cez väčší objem kvapaliny alebo plynu, ktorý by mal prejsť a čím viac odporu čelného skla. Telá pohybujúce sa pri veľmi vysokých rýchlostiach zažívajú obrovské čelné sklo, takže musia byť posilnené - inak sa sila odporu zničí.

Zvážte napríklad Lockheed SR-71 - experimentálny skautingový letún, postavený počas studenej vojny. Toto lietadlo by mohlo lietať pri vysokej rýchlosti m = 3.2 a napriek jeho zjednodušenému tvaru, zažil obrovský čelný odpor (taký veľký, že kov, z ktorého sa vyrobil trup lietadla, rozšírený, keď sa zahrieva počas trenia).

Tipy

Nezabudnite, že s trením sa uvoľní veľa energie vo forme tepla. Dotknite sa napríklad bezprostredne po brzdení!
Majte na pamäti, že vysoké odolné silné stránky môžu viesť k zničeniu tela pohybujúceho sa v tekutine. Napríklad, ak počas prechádzky na lodi, dal si kúsok preglejky vo vode (takže jeho povrch je nasmerovaný kolmou na pohyb lode), potom, s najväčšou pravdepodobnosťou, preglejka sa zlomí.