Vsebina

• Koraki
• Metoda 1 od 2: Površine drgnjenih teles
• Metoda 2 od 2: čelna odpornost
• Nasveti

Ste se kdaj vprašali, zakaj se vaše roke segrejejo, ko jih drgnete drug o drugega, ali zakaj lahko zažgete z drgnjenjem dveh kosov lesa? Odgovor je trenje! Ko se dve telesi premikata drug glede drugega, se pojavi sila trenja, ki preprečuje takšno gibanje.Trenje lahko povzroči sproščanje energije v obliki toplote, ogrevanje rok, udarni ogenj itd. Več trenja, več energije se sprosti, zato boste s povečanjem trenja med gibljivimi deli v mehanskem sistemu dobili veliko toplote!

Koraki

Metoda 1 od 2: Površine drgnjenih teles

1. 1 Ko se dve telesi premikata drug proti drugemu, lahko pride do naslednjih treh procesov: nepravilnosti na površini teles ovirajo gibanje teles med seboj; zaradi takega gibanja se lahko deformira ena ali obe površini telesa; atomi vsake površine lahko medsebojno delujejo. Vsi ti procesi so vključeni v pojav trenja. Zato za povečanje trenja izberite telesa z abrazivno površino (kot je brusni papir), deformabilno površino (na primer gumo) ali površino, ki ima lepilne lastnosti (na primer lepljiva).
   • Za več informacij o izbiri materialov za povečanje trenja glejte vaje ali spletne vire. Za običajne materiale lahko najdete njihove koeficiente trenja (količinska značilnost sile, ki je potrebna za drsenje ali premikanje enega materiala po površini drugega). Koeficienti trenja nekaterih materialov so navedeni spodaj (višji koeficient, večje je trenje):
   • Aluminij v aluminij: 0,34
   • Od lesa do lesa: 0,129
   • Suh beton nad gumo: 0,6-0,85
   • Mokri beton na gumi: 0,45-0,75
   • Led na ledu: 0,01
2. 2 Pritisnite telesa bližje drug drugemu, da povečate trenje, saj je sila trenja sorazmerna s silo, ki deluje na drgnjenje telesa (sila, usmerjena pravokotno na smer gibanja teles med seboj).
   • Pomislite na kolutne zavore v avtomobilu. Bolj ko pritisnete na zavorni pedal, bolj so zavorne ploščice pritisnjene na platišče kolesa, večje je trenje in hitreje se avto ustavi. Močnejše kot je trenje, več toplote se sprosti, zato se pri močnem zaviranju zavorne ploščice zelo segrejejo.
3. 3 Če je eno telo v gibanju, ga ustavite. Doslej smo upoštevali drsenje, ki nastane, ko se telesa premikajo relativno drug proti drugemu. Trenje drsenja je veliko manjše od statičnega trenja, to je sile, ki jo je treba premagati, da se lahko dvigneta dve stični telesi. Zato je težje premikati težki predmet kot ga nadzorovati, ko se že premika.
   • Naredite preprost poskus, da razumete razliko med trenjem drsnika in statičnim trenjem. Stol postavite na gladka tla (ne na preprogo). Prepričajte se, da na nogah stola ni gumijastih ali drugih blazinic, da preprečite drsenje. Pritisnite stol, da ga premaknete. Opazili boste, da vam bo stol, ko se premakne, lažje potisniti, ker je drsenje med stolom in tlemi manjše od trenja v mirovanju.
4. 4 Odstranite maščobo med obema površinama, da povečate trenje. Maziva (olja, vazelin itd.) Znatno zmanjšajo silo trenja med drgnjenimi telesi, ker je koeficient trenja med trdnimi snovmi veliko višji od koeficienta trenja med trdno in tekočino.
   • Naredite preprost poskus. Suhe roke drgnite skupaj in opazili boste, da se jim je temperatura zvišala (so toplejše). Zdaj si namočite roke in jih znova podrgnite. Zdaj ne le, da si lažje drgnete roke, ampak se tudi manj (ali počasneje) segrejejo.
5. 5 Znebite se ležajev, koles in drugih kotalnih teles, da se znebite kotalnega trenja in dobite trenje drsanja, ki je veliko večje od prvega (zato je eno kotaljenje eno telo glede na drugo lažje kot potiskanje / vlečenje).
   • Predstavljajte si na primer, da telesa enake mase postavite v sani in na voziček na kolesih. Voziček s kolesi je veliko lažje premikati (kotalno trenje) kot sani (trenje z drsenjem).
6. 6 Povečajte viskoznost tekočine, da povečate silo trenja. Trenje se pojavi ne le pri premikanju trdnih snovi, ampak tudi v tekočinah in plinih (voda oziroma zrak). Trenje med tekočino in trdno snovjo je odvisno od več dejavnikov, na primer viskoznosti tekočine - večja je viskoznost tekočine, večja je sila trenja.
   • Predstavljajte si na primer, da pijete vodo in med skozi slamico. Voda z nizko viskoznostjo bo zlahka prešla skozi slamico, vendar med, ki ima visoko viskoznost, skoraj ne bo šel skozi slamico (saj se med bolj drgne ob stene slame).

Metoda 2 od 2: čelna odpornost

1. 1 Povečajte površino telesa. Kot je navedeno zgoraj, se pri premikanju trdnih snovi v tekočinah in plinih pojavi tudi sila trenja. Sila, ki preprečuje premikanje teles v tekočinah in plinih, se imenuje čelni upor (včasih se imenuje zračni upor ali vodoodpornost). Čelni upor je večji s povečanjem telesne površine, ki je usmerjena pravokotno na smer gibanja telesa skozi tekočino ali plin.
   • Na primer, vzemite pelet, ki tehta 1 g, in list papirja enake teže in ju hkrati sprostite. Zrno bo takoj padlo na tla, list papirja pa bo počasi potonil navzdol. Tu je načelo vlečenja samo vidno - površina papirja je veliko večja kot pri peletih, zato je zračni upor večji in papir počasneje pada na tla.
2. 2 Uporabite obliko telesa z visokim koeficientom zračnega upora. Glede na površino telesa, ki je pravokotna na gibanje, je mogoče o čelnem uporu soditi le na splošno. Tela različnih oblik medsebojno delujejo s tekočinami in plini (ko se telesa premikajo skozi plin ali tekočino). Na primer, okrogla ravna plošča ima večji upor kot okrogla kroglasta plošča. Vrednost, ki označuje upor teles različnih oblik, se imenuje koeficient upora.
   • Na primer, razmislite o letalskem krilu. Obliko letalskega krila imenujemo zračni profil. Je elegantna, ozka in zaobljena oblika z nizkim koeficientom upora (približno 0,45). Po drugi strani pa si predstavljajte, da je letalsko krilo oblikovano kot kvadratna, pravokotna prizma. Za takšna krila bi bil upor ogromen (to drži, saj je koeficient upora kvadratne pravokotne prizme 1,14).
3. 3 Uporabljajte manj racionalizirana telesa. Praviloma imajo velika kubična telesa velik upor. Takšna telesa imajo pravokotne vogale in se proti koncu ne zožijo. Po drugi strani imajo poenostavljena telesa zaobljena roba in se proti koncu običajno zožijo.
   • Primerjajte na primer sodoben avtomobil in avtomobil, izdelan pred nekaj desetletji. Stari avtomobili so bili kvadratni, sodobni pa imajo veliko gladkih ovinkov. Zato imajo sodobni avtomobili manj upora in zahtevajo manjšo moč motorja (kar vodi v varčevanje z gorivom).
4. 4 Uporabljajte telesa brez luknjic. Vsaka skoznja luknja v telesu zmanjšuje upor, saj omogoča pretok zraka ali vode skozi luknjo (luknje zmanjšujejo površino telesa pravokotno na gibanje). Večje kot so luknje, manjši je upor. Zato so padala, ki so zasnovana tako, da ustvarjajo veliko vlečenja (da upočasnijo hitrost padca), izdelana iz trpežne, lahke svile ali najlona, ​​ne iz gaze.
   • Hitrost veslanja za namizni tenis lahko na primer povečate tako, da v veslu izvrtate več lukenj (da zmanjšate površino vesla in zmanjšate upor).
5. 5 Povečajte hitrost telesa, da povečate upor (to velja za telesa katere koli oblike in materiala). Višja kot je hitrost predmeta, večja mora biti prostornina tekočine ali plina in večji je upor. Tela, ki se gibljejo pri zelo velikih hitrostih, doživljajo izjemen upor, zato jih je treba racionalizirati; sicer jih bo sila upora uničila.
   • Na primer, pomislite na Lockheed SR-71, poskusno izvidniško letalo, zgrajeno v času hladne vojne. To letalo je lahko letelo z veliko hitrostjo M = 3,2 in kljub poenostavljeni obliki doživelo ogromen upor (tako velik, da se je kovina, iz katere je bil izdelan trup letala, zaradi trenja razširila pri segrevanju).

Nasveti

• Ne pozabite, da trenje sprošča veliko energije v obliki toplote. Na primer, ne dotikajte se zavornih ploščic avtomobila takoj po zaviranju!
• Ne pozabite, da lahko velike sile upora povzročijo uničenje telesa, ki se giblje v tekočini. Na primer, če med potovanjem z ladjo postavite kos vezanega lesa v vodo (tako da je njegova površina pravokotna na gibanje čolna), se bo najverjetneje vezan les zlomil.