Përmbajtje

• Të shkelësh
• Metoda 1 nga 2: Krijimi i një sipërfaqe më të ashpër
• Metoda 2 e 2: Rritni rezistencën në një lëng ose gaz
• Paralajmërime

A keni menduar ndonjëherë pse duart tuaja ngrohen kur i fërkoni shpejt ose pse në të vërtetë mund të ndizni një zjarr duke fërkuar dy shkopinj së bashku? Përgjigja është fërkimi! Kur dy sipërfaqe fërkohen me njëra-tjetrën, ato do të kundërshtojnë lëvizjen e njëra-tjetrës në një nivel mikroskopik. Kjo rezistencë do të gjenerojë energji në formën e nxehtësisë, të cilën mund ta përdorni për të ngrohur duart, për të bërë një zjarr, etj. Sa më i madh të jetë fërkimi, aq më shumë energji do të lirohet, kështu që dini të rritni fërkimin midis dy lëvizjeve. pjesët në një sistem mekanik në thelb ju japin mundësinë për të gjeneruar shumë nxehtësi!

Të shkelësh

Metoda 1 nga 2: Krijimi i një sipërfaqe më të ashpër

1. Krijoni më shumë pika "të përafërta" ose ngjitëse të kontaktit. Kur dy materiale rrëshqasin ose fërkohen me njëri-tjetrin, mund të ndodhin tre gjëra: qoshe të vegjël, çarje dhe parregullsi në sipërfaqe mund të kapen; njëra ose të dy sipërfaqet mund të deformohen si përgjigje e lëvizjes; dhe, përfundimisht, atomet në çdo sipërfaqe mund të fillojnë të bashkëveprojnë me njëri-tjetrin. Për qëllime praktike, të tre këta bëjnë të njëjtën gjë: krijojnë fërkime. Zgjedhja e sipërfaqeve që janë gërryese (si letër zmerile), deformohen (si goma), ose ngjiten (si ngjitës, etj.) Është një mënyrë e thjeshtë për të rritur fërkimet.
   • Tekstet teknike dhe burimet e ngjashme mund të jenë ndihma të mëdha në përzgjedhjen e materialeve që do të përdoren për rritjen e fërkimit. Shumica e materialeve standarde të ndërtimit kanë një "koeficient fërkimi" të njohur - domethënë, një masë se sa fërkime krijohen së bashku me sipërfaqet e tjera. Koeficientët e fërkimit për vetëm disa materiale të njohura janë renditur më poshtë (një vlerë më e lartë tregon një fërkim më të lartë):
   • Alumini në alumin: 0.34
   • Druri në dru: 0,129
   • Beton i thatë në gome: 0.6-0.85
   • Beton i lagur në gome: 0.45-0.75
   • Akulli në akull: 0,01
2. Shtyjeni më shumë dy sipërfaqet së bashku. Një përkufizim themelor në fizikë thotë se fërkimi që pëson një objekt është proporcional me forcën normale (për qëllimin tonë kjo forcë është e barabartë me atë me të cilën objekti shtyn kundër tjetrit). Kjo do të thotë që fërkimi midis dy sipërfaqeve mund të rritet nëse sipërfaqet shtyhen së bashku me më shumë forcë.
   • Nëse keni përdorur ndonjëherë disqe frenash (për shembull, ato në makinë ose biçikletë) atëherë e keni parë këtë parim në veprim. Në këtë rast, duke shtypur frenat, një sërë blloqesh që krijojnë fërkime shtyhen kundër disqeve metalike që janë bashkangjitur në rrota. Sa më shumë të shtypni frenat, aq më shumë blloqet do të shtypen në disqe dhe do të ketë më shumë fërkime. Kjo ju lejon të ndaloni automjetin shpejt, por gjithashtu lëshon shumë nxehtësi, prandaj sistemet e frenimit shpesh janë shumë të nxehta pas frenimit të rëndë.
3. Ndaloni çdo lëvizje relative. Kjo do të thotë që nëse një sipërfaqe lëviz në krahasim me një tjetër, ju e ndaloni atë. Deri më tani jemi përqendruar në dinamike (ose "rrëshqitje") fërkimi - fërkimi që ndodh kur dy objekte ose sipërfaqe fërkohen me njëri-tjetrin. Në fakt, kjo formë e fërkimit është e ndryshme nga statike fërkimi - fërkimi që ndodh kur një objekt fillon të lëvizë kundër një sendi tjetër. Në thelb, fërkimi midis dy objekteve është më i madh kur ata fillojnë të lëvizin kundër njëri-tjetrit. Pasi të jenë në lëvizje, fërkimi zvogëlohet. Kjo është një nga arsyet pse është e vështirë të lëvizësh një objekt të rëndë sesa ta mbash atë.
   • Për të vëzhguar ndryshimin midis fërkimit statik dhe dinamik, provoni eksperimentin e mëposhtëm të thjeshtë: Vendosni një karrige ose një mobilje tjetër në një dysheme të lëmuar në shtëpinë tuaj (jo në një qilim ose qilim). Sigurohuni që mobiljet të mos kenë "mbërthecka" mbrojtëse në pjesën e poshtme ose ndonjë lloj tjetër materiali që do ta bëjë më të lehtë rrëshqitjen në dysheme. Provoni mobiljet vetëm shtyni mjaft fort kështu që fillon të lëvizë. Ju duhet të vini re se sapo mobiljet fillojnë të lëvizin, ato bëhen menjëherë më të lehta për tu shtyrë. Kjo sepse fërkimi dinamik midis mobiljeve dhe dyshemesë është më i vogël se fërkimi statik.
4. Hiqni lëngjet midis sipërfaqeve. Lëngjet si vaji, yndyra, vazeli, etj., Mund të zvogëlojnë ndjeshëm fërkimet midis objekteve dhe sipërfaqeve. Kjo sepse fërkimi midis dy trupave të ngurtë është zakonisht shumë më i lartë se ai midis trupave të ngurtë dhe një lëngu në mes. Për të rritur fërkimin, ju mund të merrni të gjitha lëngjet e mundshme nga ekuacioni, me vetëm pjesë të "thata" që shkaktojnë fërkime.
   • Provoni eksperimentin e mëposhtëm të thjeshtë për të marrë një ide se në çfarë mase lëngjet mund të zvogëlojnë fërkimet: Fërkoni duart tuaja nëse janë të ftohta dhe doni t’i ngrohni ato. Ju duhet të jeni në gjendje të vini re menjëherë se ata po ngrohen nga fërkimi. Pastaj vendosni një sasi të mjaftueshme locioni në pëllëmbët tuaja dhe përpiquni të bëni të njëjtën gjë përsëri. Jo vetëm që duhet të jetë më lehtë të fërkoni duart shpejt, por gjithashtu do të vini re se ato nxehen më pak.
5. Hiqni rrotat ose transportuesit për të krijuar fërkime rrëshqitëse. Rrotat, transportuesit dhe objektet e tjera "rrotulluese" përjetojnë një lloj të veçantë të fërkimit të quajtur fërkim rrotullues. Ky fërkim është pothuajse gjithmonë më i vogël se fërkimi i gjeneruar nga rrëshqitja e të njëjtit objekt mbi tokë. - Kjo është arsyeja pse këto objekte kanë tendencë të rrotullohen dhe të mos rrëshqasin në tokë. Për të rritur fërkimin në një sistem mekanik, ju mund të hiqni rrotat, transportuesit, etj. Në mënyrë që pjesët të rrëshqasin njëra ndaj tjetrës, të mos rrotullohen.
   • Merrni parasysh, për shembull, ndryshimin midis tërheqjes së një peshe të rëndë mbi tokë në një karrocë kundrejt një peshe ekuivalente në një karrocë. Një kamionçinë ka rrota, kështu që është më e lehtë për tu tërhequr sesa një karrocë, e cila zvarritet përgjatë tokës ndërsa gjeneron shumë fërkime rrëshqitëse.
6. Rritni viskozitetin. Objektet e ngurta nuk janë të vetmet gjëra që mund të krijojnë fërkime. Substancat e lëngëta (lëngje dhe gazra të tilla si uji dhe ajri, përkatësisht) gjithashtu mund të krijojnë fërkime. Sasia e fërkimit që gjeneron një lëng kur kalon pas një lënde të ngurtë varet nga disa faktorë. Një nga më të lehtat për tu kontrolluar është viskoziteti - kjo është ajo që zakonisht quhet "trashësi". Në përgjithësi, lëngjet me një viskozitet të lartë (ato janë "të trasha", "ngjitëse", etj.) Do të shkaktojnë më shumë fërkime sesa lëngjet që janë më pak të trashë (ato janë "të lëmuara" dhe "të lëngshme").
   • Për shembull, merrni parasysh ndryshimin në përpjekjen që do të duhet të bëni kur fryni ujë përmes një kashte kundrejt defektit të mjaltit përmes një kashte. Uji nuk është shumë i trashë dhe do të lëvizë lehtë nëpër kashtë. Mjalti është shumë më i vështirë për t’u fryrë përmes një kashte. Kjo sepse viskoziteti i lartë i mjaltit gjeneron shumë rezistencë dhe kështu fërkime kur fryhet përmes një tubi të ngushtë siç është kashta.

Metoda 2 e 2: Rritni rezistencën në një lëng ose gaz

1. Rritni viskozitetin e lëngut. Mediumi përmes të cilit udhëton një objekt ushtron një forcë mbi objektin i cili, si një i tërë, përpiqet të anulojë forcën e fërkimit mbi objektin. Sa më i dendur të jetë një lëng (dhe rrjedhimisht edhe më i trashë), aq më ngadalë një objekt do të lëvizë nëpër atë lëng nën ndikimin e një force të caktuar. Për shembull: një mermer do të bjerë nëpër ajër shumë më shpejt sesa përmes ujit, dhe përmes ujit më shpejt se përmes shurupit.
   • Viskoziteti i shumicës së lëngjeve mund të rritet duke ulur temperaturën. Për shembull: një mermer bie më ngadalë përmes shurupit të ftohtë sesa përmes shurupit në temperaturën e dhomës.
2. Rritni zonën e ekspozuar ndaj ajrit. Siç tregohet më sipër, substancat e lëngëta si uji dhe ajri mund të gjenerojnë fërkime kur ato rrjedhin nga trupat e ngurtë. Forca e fërkimit të përjetuar nga një objekt gjatë lëvizjes nëpër një substancë të lëngshme quhet rezistencë (në varësi të mjedisit, kjo quhet ndryshe "rezistencë ndaj ajrit", "rezistencë ndaj ujit", etj.). Një nga vetitë e rezistencës është që një objekt me një prerje tërthore më të madhe - domethënë, një objekt me një profil më të madh ndërsa lëviz nëpër lëng - përjeton më shumë rezistencë. Kjo i jep lëngut më shumë sipërfaqe për t'u shtyrë, gjë që rrit fërkimin në objekt ndërsa lëviz përmes tij.
   • Supozoni se një guralecë dhe një fletë letre peshojnë secili nga një gram. Nëse i lëmë të dy të bien në të njëjtën kohë, guraleci do të bjerë drejt poshtë ndërsa fleta e letrës ngadalë do të vërtitet poshtë. Kjo është ajo ku ju shihni rezistencën e ajrit në veprim - ajri shtyn kundër sipërfaqes së madhe dhe të gjerë të letrës duke krijuar rezistencë dhe letra bie shumë më ngadalë se guraleci, i cili ka një prerje relativisht të ngushtë.
3. Zgjidhni një formë me rezistencë më të madhe. Edhe pse prerja tërthore e një objekti është e mirë gjeneral është një tregues i madhësisë së rezistencës, në të vërtetë llogaritjet e rezistencës janë shumë më të komplikuara. Forma të ndryshme sillen në mënyra të ndryshme në lëngjet nëpër të cilat kalojnë - kjo do të thotë që disa forma (p.sh. pllaka të sheshta) janë më rezistente se të tjerat (p.sh. sfera) të bëra nga i njëjti material. Për shkak se masa për madhësinë relative të rezistencës së ajrit quhet edhe "koeficienti i tërheqjes", thuhet se format me një rezistencë të madhe të ajrit kanë një koeficient më të lartë të tërheqjes.
   • Merrni parasysh, për shembull, krahët e një aeroplani. Forma e një krahu tipik të një aeroplani quhet a letër ajri. Kjo formë e lëmuar, e ngushtë dhe e rrumbullakosur lëviz lehtë përmes ajrit. Koeficienti i tërheqjes është shumë i ulët - 0.45. Nga ana tjetër, ju mund të imagjinoni se një krah ka kënde të mprehta, është në formë blloku ose duket si një prizëm. Këto krahë gjenerojnë shumë më shumë fërkime sepse gjenerojnë shumë rezistencë gjatë fluturimit. Prizmat kështu kanë një koeficient më të madh tërheqës sesa profilet e krahut - rreth 1.14.
4. Bëni objektin më pak të efektshëm. Një fenomen tjetër që lidhet me koeficientët e ndryshëm të tërheqjes së formave të ndryshme është se objektet me një "pingul" më të madh, më katror në përgjithësi gjenerojnë më shumë tërheqje sesa objektet e tjera. Këto objekte përbëhen nga vija të vrazhda, të drejta dhe zakonisht nuk ngushtohen drejt shpinës. Nga ana tjetër, objektet e efektshme shpesh janë më të rrumbullakosura dhe konike në drejtim të shpinës - si trupi i një peshku.
   • Për shembull, mënyra se si modelohet makina mesatare e familjes sot në krahasim me të njëjtin lloj dekada më parë. Në të kaluarën, makinat ishin shumë më të bllokuara dhe kishin linja shumë më të drejta dhe drejtkëndëshe. Sot, shumica e makinave familjare janë shumë më të efektshme dhe, në një masë të madhe, të rrumbullakosura butë. Kjo është bërë me qëllim - një formë e efektshme do të thotë që një makinë përjeton më pak tërheqje, duke zvogëluar përpjekjen e motorit për të lëvizur makinën (dhe duke zvogëluar kilometrazhin e gazit).
5. Përdorni material që lejon të kalojë më pak ajër. Disa materiale lejojnë që lëngjet dhe gazrat të kalojnë përmes. Me fjalë të tjera, ka vrima për të kaluar lëngun. Kjo siguron që sipërfaqja e objektit ndaj të cilit shtyhet lëngu të bëhet më e vogël, kështu që ka më pak rezistencë.Kjo veti mbetet e vlefshme edhe nëse vrimat janë mikroskopike - për sa kohë që vrimat janë mjaft të mëdha për të lejuar kalimin e lëngut / ajrit, rezistenca do të zvogëlohet. Kjo është arsyeja pse parashutat, të krijuara për të gjeneruar shumë rezistencë në ajër dhe në këtë mënyrë zvogëlojnë shpejtësinë e rënies së dikujt ose diçkaje, janë bërë nga mëndafshi të fortë, të lehta ose najloni dhe jo filtra pambuku ose kafeje.
   • Për të dhënë një shembull të kësaj prone në veprim, mendoni se çfarë ndodh me një shkop ping pongu kur hapni disa vrima në të. Pastaj bëhet shumë më e lehtë për të lëvizur vidhën shpejt. Vrimat lejojnë që ajri të kalojë ndërsa lëkundet vozitja, e cila zvogëlon shumë rezistencën dhe lejon që vozis të lëvizë më shpejt.
6. Rritni shpejtësinë e objektit. Më në fund, pavarësisht nga forma e një objekti ose sa i përshkueshëm është materiali nga i cili është bërë, rezistenca që ai has gjithmonë do të rritet ndërsa lëviz më shpejt. Sa më shpejt që lëviz një objekt, aq më shumë lëng do të duhet të lëvizë, gjë që nga ana tjetër rrit rezistencën. Objektet që lëvizin me shpejtësi shumë të lartë mund të përjetojnë fërkime shumë të larta për shkak të rezistencës së lartë, kështu që këto objekte zakonisht do të përmirësohen atje ose përndryshe ato do të rrëzohen për shkak të forcës së rezistencës.
   • Merrni parasysh Lockheed SR-71 "Blackbird", një aeroplan spiun eksperimental i ndërtuar gjatë Luftës së Ftohtë. Blackbird, i cili mund të fluturojë me shpejtësi më të madhe se mach 3.2, hasi në rezistencë ekstreme nga ato shpejtësi të mëdha, pavarësisht nga projekti i tij i thjeshtë - mjaft ekstrem për të bërë që avioni metalik i avionit të zgjerohet për shkak të nxehtësisë së gjeneruar nga fërkimet nga ajri gjatë fluturimit .

Paralajmërime

• Fërkimi jashtëzakonisht i lartë mund të çlirojë shumë energji në formën e nxehtësisë! Për shembull, ju me të vërtetë nuk doni të prekni jastëkët e frenave të makinës tuaj menjëherë pasi të keni goditur fort frenat!
• Forcat e mëdha të lëshuara kur tërhiqen përmes një lëngu mund të shkaktojnë dëme strukturore në atë objekt. Për shembull, nëse ngjitni anën e sheshtë të një pjese të hollë kompensatë në ujë ndërsa kryqëzoni një skaf, shanset janë që ajo të shqyhet.