Како повећати трење

Да ли сте се икад запитали зашто се ваше руке загреју када их брзо трљате или зашто трљање две палице на крају може да покрене пожар? Одговор је трење! Када се две површине трљају једна о другу, оне се природно опиру међусобном кретању на микроскопском нивоу. Овај отпор може проузроковати ослобађање енергије у облику топлоте, загревање руку, изазивање ватре итд. Што је веће трење, ослобађа се више енергије, па вам знање како повећати трење између покретних делова у механичком систему може потенцијално омогућити да генеришете пуно топлоте!

Кораци

Метод један од 2: Стварање фриктивније површине

1. један Створите „грубљу“ или више лепљивих тачака контакта. Када два материјала клизе или се трљају један о други, могу се догодити три ствари: мали кутови, неравнине и неправилности на површинама могу се ухватити једно за друго; једна или обе површине могу се деформисати као одговор на кретање; и, коначно, атоми унутар сваке површине могу међусобно да комуницирају. У практичне сврхе, сва три ова ефекта раде исто: генеришу трење. Брушење површина које су абразивне (попут брусног папира), деформишу се притиском (попут гуме) или имају интеракције лепка са другим површинама (попут лепљивог лепка, итд.) Је директан начин за повећање трења.
   • Инжењерски уџбеници и слични ресурси могу бити одлични алати приликом одабира материјала који ће се користити за стварање великог трења. Већина стандардних грађевинских материјала има познате „коефицијенте трења“ - то јест мере колико трења генеришу са другим површинама. Коефицијенти трења клизања за само неколико уобичајених материјала наведени су у наставку (већи коефицијенти указују 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. 2 Јаче притисните две површине. Један од основних принципа основне физике је да је трење које предмет доживљава сразмерно његовој нормалној сили (за наше сврхе ово је у основи сила којом се притиска у предмет по коме клизи). То значи да се трење између две површине може повећати ако се површине притисну једна у другу са већом силом.
   • Ако сте икада користили сет диск кочница (на пример, у аутомобилу или бициклу), приметили сте овај принцип на делу. У овом случају, притискањем кочница на аутомобилу потискује се сет јастучића који стварају трење у металне дискове причвршћене за точкове. Што се јаче притискају кочнице, јаче се притискају плочице у дискове и ствара се више трења. То може брзо зауставити возило, али такође може ослободити пуно топлоте, због чега је сет кочница обично прилично врућ након јаког кочења. На бициклу, кочионе плочице притискају метални оквир гуме да би их зауставиле да се окрећу.
3. 3 Зауставите било какво релативно кретање. Односно, ако се једна површина креће у односу на другу, зауставите је. До сада смо се фокусирали на кинетички (или „клизно“) трење - трење које се јавља између два предмета или површине док се трљају један о други. У ствари, ово трење се разликује од статички трење - трење које настаје када један предмет почне да се креће о други. У основи, трење између два предмета је највеће право када почну да се крећу један против другог. Када су већ у покрету, трење се смањује. То је један од разлога зашто је теже почети гурати тежак предмет него га непрестано померати.
   • Покушајте са овим једноставним експериментом како бисте уочили разлику између статичког и кинетичког трења: поставите столицу или други комад намештаја на глатки под у својој кући (не тепих или тепих). Уверите се да намештај на дну нема заштитне „облоге за ноге“ или било који други материјал који би могао олакшати клизање по поду. Покушајте да гурнете намештај само довољно тешко да се почне кретати. Требали бисте приметити да чим намештај почне да се креће, одмах постаје мало лакше гурнути. То је зато што је кинетичко трење између намештаја и пода мање од статичког трења.
4. 4 Уклоните подмазивање између две површине. Мазива попут уља, масти, вазелина и тако даље могу у великој мери смањити трење између два предмета или површине. То је зато што је трење између две чврсте супстанце углавном много веће од трења између тих чврстих тела и течности између њих. Да бисте повећали трење, покушајте да уклоните мазива из једначине, користећи само „суве“, неподмазане делове да бисте створили трење.
   • Да бисте видели потенцијал мазива за смањење трења, испробајте овај једноставан експеримент: Протрљајте руке заједно као да су хладне и желите да их загрејете. Требали бисте одмах приметити како се загревају од трења. Затим ставите добру количину лосиона у дланове и покушајте исто. Не само да би требало бити лакше брзо трљати руке једна о другу, већ би требало да приметите и много мање топлоте.
5. 5 Уклоните точкове или лежајеве да бисте створили трење клизања. Точкови, лежајеви и други „котрљајући“ предмети доживљавају посебну врсту трења која се назива трење котрљања. Ово трење је готово увек много мање од трења које настаје једноставним клизањем еквивалентног предмета по земљи. - Због тога ови предмети теже да се котрљају, а не да клизе по земљи. Да бисте повећали трење у механичком систему, покушајте да уклоните точкове, лежајеве итд. Тако да се делови трљају једни о друге, а не котрљају једни о друге.
   • На пример, узмите у обзир разлику између вуче тешке тегова по земљи у вагону у односу на вучу сличне тезине у санкама. Вагон има точкове, па га је лакше вући од санк, које се вуку о тло, стварајући при томе много трења при клизању.
6. 6 Повећати вискозност течности. Чврсти предмети нису једине ствари које могу створити трење. Течности (течности и гасови попут воде и ваздуха) такође могу створити трење. Количина трења коју течност ствара током проласка кроз чврсту супстанцу зависи од неколико фактора. Једна од њих коју је најлакше контролисати је вискозност течности - односно оно што се обично назива „дебљина“. Генерално, високо вискозне течности (оне које су „густе“, „гњецаве“ итд.) Генеришу више трења од течности које су мање вискозне (оне које су „глатке“ и „течне“).
   • На пример, узмите у обзир разлику у напору који бисте могли искусити када дувате воду кроз сламку у односу на дување меда кроз сламку. Вода, која није јако вискозна, врло је лако усисати и испухати из сламке. С друге стране, мед је мало теже проћи кроз сламку. То је зато што велика вискозност меда ствара пуно отпорног трења док се провлачи кроз уску цев попут сламе.
   Реклама

Метод 2 од 2: Повећавање отпора течности

1. један Повећати вискозност течности. Медијум кроз који се објекат креће делује на његове површине на силу која у целини чини силу трења која делује на предмет. Што је течност гушћа (вискознија), то ће се спорије објекат под дејством дате силе кретати кроз течност. На пример, мермер ће падати брже кроз ваздух него вода и брже кроз воду од меласе.
   • Вискозност већине течности може се повећати снижавањем температуре течности. На пример, мермер спорије пада кроз хладну меласу од меласе на собној температури.
2. 2 Повећајте површину изложену ваздуху. Као што је горе речено, течности попут воде и ваздуха могу створити трење док се крећу о чврсте предмете. Сила трења коју доживљава објекат док се креће кроз флуид назива се вуча (то се понекад назива и „отпор ваздуха“, „отпор воде“ итд.) Једно од својстава вуче је да објекти већих профила или површине, до течности док се крећу кроз њу - имају већи отпор. Течност има више укупног простора за потискивање, повећавајући трење о предмету док се креће кроз њега.
   • На пример, рецимо да су каменчић и лист папира тешки један грам. Ако испустимо обе истовремено, каменчић ће пасти право на под, док ће папир полако спустити на земљу. Ово је главно повлачење у акцији - ваздух се притиска на велико, широко лице папира, стварајући вучу и узрокујући да пролази кроз ваздух много спорије од шљунка који има релативно малу површину пресека.
3. 3 Користите облик са већим коефицијентом отпора. Иако је површина попречног пресека предмета добра Генерал назнака колика ће бити његова отпорност, у ствари, прорачуни отпора су мало компликованији. Различити облици интеракцију са течностима остварују на различите начине док пролазе кроз њих - то значи да неки облици (на пример, равне плоче) могу имати већи отпор него различити облици (на пример, сфере) направљени од исте количине материјала. Будући да се величина која мери релативну количину отпора који облик чини назива „коефицијент отпора“, за облике са великим повлачењем се каже да имају велике коефицијенте отпора.
   • На пример, размотрите крило авиона. Облик типичног авионског крила назива се ан аеропрофил . Овај облик, који је гладак, уски, заобљен и гладак, лако пролази кроз ваздух. Има врло низак коефицијент отпора - 0,45. С друге стране, замислите да ли је авион имао оштре ивице у облику кутије, у облику призме. Ова крила би створила много више трења јер не би прошла без великог отпора. У ствари, призме имају већи коефицијент отпора од аеропрофила - око 1,14.
   • Објекти са већим, боксерским „протоком тела“ углавном генеришу више отпора од осталих објеката. С друге стране, објекти са усмереним телесним токовима су уски, имају заобљене ивице и обично се сужавају према задњем делу предмета - попут тела рибе.
4. 4 Користите мање пропусни материјал. Неке врсте материјала су пропусне за течности. Другим речима, у себи имају рупе кроз које течност може проћи. Ово ефикасно смањује површину предмета на коју је течност у стању да притисне, смањујући силу вуче. Ово својство важи чак и ако су рупе микроскопске - све док су рупе довољно велике да пропуштају део течности кроз објекат, отпор ће се смањивати. Због тога су падобрани, који су дизајнирани да створе пуно отпора како би успорили брзину пада корисника, направљени од јаке, лагане свиле или најлона, а не од филтера од газе или кафе.
   • За пример овог својства на делу узмите у обзир чињеницу да се весло за пинг понг може брже замахнути ако се у њему избуши неколико рупа. Отвори пропуштају ваздух док се лопатица замахује, знатно смањујући отпор и омогућавајући брже кретање весла.
5. 5 Повећајте брзину објекта. Коначно, без обзира у којем облику је предмет или колико је материјал од којег је направљен пропусан, вуча коју ствара увек ће се повећавати како иде брже. Што објект брже иде, више течности мора да се креће и, самим тим, већи отпор доживљава. Објекти који се крећу врло великом брзином могу искусити врло велико трење услед отпора, па ти објекти обично морају бити врло усмерени или ће се распасти под силом вуче.
   • На пример, размотрите Лоцкхеед СР-71 'Блацкбирд', експериментални шпијунски авион изграђен током хладног рата. Црни птица, која је могла да лети брзином већом од 3,2 маха, искусила је екстремне силе вуче при овим великим брзинама упркос свом поједностављеном дизајну - у ствари довољно екстремном да би се метални труп авиона у ствари проширио од топлоте коју генерише трење ваздуха усред лета.
   Реклама

Питања и одговори заједнице

• Питање Постоји ли материјал који има веће трење од осталих?Бесс Руфф, МА
  Научница за заштиту животне средине Бесс Руфф студент је доктората географије на Универзитету Флорида. Магистрирала је науку и управљање животном средином на Калифорнијском универзитету у Санта Барбари 2016. Спровела је анкетне радове за пројекте морског просторног планирања на Карибима и пружала је истраживачку подршку као дипломирани сарадник за Одрживу рибичку групу.Бесс Руфф, МАОдговор стручњака за заштиту животне средине Добар начин да боље схватите који материјали имају веће трење од осталих јесте да погледате табелу која садржи коефицијенте трења за уобичајене материјале. Можете се сетити два материјала и потражити на интернету њихове коефицијенте трења да бисте видели који од њих има већи потенцијал трења.
• Питање Како брзина повећава трење? Што објект брже иде, више материје (гаса или течности) мора да се прође, а самим тим и већи отпор доживљава.
• Питање Које су три методе за повећање трења? Три методе за повећање трења су: 1.) Применом веће силе на предмет, 2.) повећањем масе предмета који узрокује трење и 3.) стварањем грубље тачке додира.
• Питање Шта повећава трење? Више зрна на површини обично повећава трење. Због тога људи воде рачуна да чамци и авиони буду што глаткији.
• Питање Како да смањим силе трења? Полирањем и / или употребом мазива /
• Питање Које су две површине које би повећале трење? Брусни папир и груби камен повећали би трење. Генерално је више трења када је површина храпава, а не глатка.
• Питање Како могу да повећам количину силе која се користи? Јонатхан Огуту Да бисте повећали количину силе која се користи, једноставно повећајте количину притиска који примените приликом интеракције са телом.
• Питање Шта је „фриктивно?“ То није у речнику. Мицхаел Ванг Фрикционо, према Виктионари-у, значи „Од, које се односи или је узроковано трењем“.
• Питање Да ли глатки, полирани под повећава трење? Не, неће, али ће помоћи да се смањи трење па ћете грубу површину учинити глатком. Грубе површине повећавају трење, док га глатке површине смањују.
• Питање Који су методи за смањење трења? Да бисте смањили трење, површину можете учинити глаткијом, предмете учинити једноставнијим или смањити силе које делују на површине.