Съдържание

• Стъпки
• Метод 1 от 2: Повърхности на триещи се тела
• Метод 2 от 2: Челна устойчивост
• Съвети

Чудили ли сте се защо ръцете ви се затоплят, когато ги търкате една в друга, или защо можете да запалите огън, като търкате две парчета дърво? Отговорът е триене! Когато две тела се движат едно спрямо друго, се появява сила на триене, която предотвратява такова движение.Триенето може да доведе до освобождаване на енергия под формата на топлина, затопляне на ръцете, удрящ огън и т.н. Колкото повече триене, толкова повече енергия се отделя, така че чрез увеличаване на триенето между движещите се части в механична система, ще получите много топлина!

Стъпки

Метод 1 от 2: Повърхности на триещи се тела

1. 1 Когато две тела се движат едно спрямо друго, могат да възникнат следните три процеса: неравностите по повърхността на телата пречат на движението на телата едно спрямо друго; една или двете повърхности на телата могат да се деформират в резултат на такова движение; атомите на всяка повърхност могат да взаимодействат помежду си. Всички тези процеси участват в появата на триене. Следователно, за да увеличите триенето, изберете тела с абразивна повърхност (като шкурка), деформируема повърхност (като каучук) или повърхност, която има адхезивни свойства (например лепкава).
   • За повече информация относно избора на материали за увеличаване на триенето вижте уроци или онлайн ресурси. За обикновените материали можете да намерите техните коефициенти на триене (количествена характеристика на силата, необходима за плъзгане или преместване на един материал върху повърхността на друг). Коефициентите на триене на някои материали са изброени по -долу (колкото по -висок е коефициентът, толкова по -голямо е триенето):
   • Алуминий към алуминий: 0,34
   • Дърво към дърво: 0.129
   • Сух бетон върху гума: 0,6-0,85
   • Мокър бетон върху каучук: 0,45-0,75
   • Лед върху лед: 0,01
2. 2 Натиснете телата по -близо едно до друго, за да увеличите триенето, тъй като силата на триене е пропорционална на силата, действаща върху триещото се тяло (силата, насочена перпендикулярно на посоката на движение на телата едно спрямо друго).
   • Помислете за дискови спирачки в колата. Колкото повече натискате спирачния педал, толкова повече спирачните накладки се притискат към джантата, толкова по -силно става триенето и по -бързо спира колата. Но колкото по -силно е триенето, толкова повече топлина се отделя, така че при силно спиране накладките се нагряват много.
3. 3 Ако едно тяло е в движение, спрете го. Досега разглеждахме триенето на плъзгане, което възниква, когато телата се движат един спрямо друг. Триенето на плъзгане е много по -малко от статичното триене, тоест силата, която трябва да бъде преодоляна, за да се задвижат две контактни тела в движение. Следователно е по -трудно да преместите тежък предмет, отколкото да го контролирате, когато той вече се движи.
   • Направете прост експеримент, за да разберете разликата между триенето на плъзгане и статичното триене. Поставете стола си на гладък под (не килим). Уверете се, че върху краката на стола няма гумени или други подложки, за да предотвратите плъзгане. Натиснете стола, за да го преместите. Ще забележите, че след като столът е в движение, ще ви стане по -лесно да го натиснете, защото триенето на плъзгане между стола и пода е по -малко от триенето в покой.
4. 4 Отстранете мазнината между двете повърхности, за да увеличите триенето. Смазочните материали (масла, вазелин и др.) Значително намаляват силата на триене между триещите се тела, тъй като коефициентът на триене между твърди вещества е много по -висок от коефициента на триене между твърдо вещество и течност.
   • Направете прост експеримент. Разтрийте сухите ръце заедно и ще забележите, че температурата им се е повишила (те са по -топли). Сега намокрете ръцете си и ги разтрийте отново. Сега не само ви е по -лесно да търкате ръцете си заедно, но и те загряват по -малко (или по -бавно).
5. 5 Отървете се от лагерите, колелата и други търкалящи се тела, за да се отървете от триенето при търкаляне и да получите триене на плъзгане, което е много по -голямо от първото (следователно търкалянето на едно тяло спрямо друго е по -лесно от натискането / издърпването му).
   • Например, представете си, че поставяте тела с еднаква маса в шейна и на количка с колела. Количка с колела се движи много по -лесно (триене при търкаляне), отколкото шейна (триене на плъзгане).
6. 6 Увеличете вискозитета на течността, за да увеличите силата на триене. Триенето възниква не само при движение на твърди тела, но и в течности и газове (вода и въздух съответно). Триенето между течност и твърдо вещество зависи от няколко фактора, например вискозитета на течността - колкото по -висок е вискозитетът на течността, толкова по -голяма е силата на триене.
   • Например, представете си, че пиете вода и мед през сламка. Водата с нисък вискозитет лесно ще премине през сламка, но медът, който има висок вискозитет, едва ли ще премине през сламка (тъй като медът се търка повече в стените на сламата).

Метод 2 от 2: Челна устойчивост

1. 1 Увеличете телесната си повърхност. Както бе отбелязано по -горе, когато твърдите тела се движат в течности и газове, възниква и сила на триене. Силата, която предотвратява движението на телата в течности и газове, се нарича челно съпротивление (понякога се нарича съпротивление на въздуха или водоустойчивост). Челното съпротивление е по -голямо с увеличаване на телесната повърхност, която е насочена перпендикулярно на посоката на движение на тялото през течност или газ.
   • Например, вземете пелета с тегло 1 g и лист хартия със същото тегло и ги освободете по едно и също време. Зърното веднага ще падне на пода и листът хартия бавно ще потъне надолу. Тук принципът на плъзгане е само видим - повърхността на хартията е много по -голяма от тази на пелета, така че съпротивлението на въздуха е по -голямо и хартията пада на пода по -бавно.
2. 2 Използвайте форма на тялото с висок коефициент на съпротивление. По площта на телесната повърхност, насочена перпендикулярно на движението, е възможно да се прецени за челното съпротивление само в общи линии. Телата с различна форма взаимодействат с течности и газове по различни начини (когато телата се движат през газ или течност). Например, кръгла плоска плоча има по-голямо съпротивление от кръгла плоча с форма на топка. Стойността, характеризираща плъзгането на тела с различни форми, се нарича коефициент на съпротивление.
   • Например, помислете за самолетно крило. Формата на самолетно крило се нарича профил. Това е елегантна, тясна и заоблена форма с нисък коефициент на съпротивление (около 0,45). От друга страна, представете си, че самолетното крило е оформено като квадратна, правоъгълна призма. За такива крила съпротивлението би било огромно (това е вярно, тъй като коефициентът на съпротивление на квадратна правоъгълна призма е 1,14).
3. 3 Използвайте по -малко рационализирани тела. По правило големите кубични тела имат голямо съпротивление. Такива тела имат правоъгълни ъгли и не се стесняват към края. От друга страна, опростените тела имат заоблени ръбове и обикновено се стесняват към края.
   • Например, сравнете съвременна кола и кола, произведена преди няколко десетилетия. Старите коли бяха квадратни, докато съвременните автомобили имат много плавни завои. Следователно съвременните автомобили имат по -малко съпротивление и изискват по -ниска мощност на двигателя (което води до икономия на гориво).
4. 4 Използвайте тела без отвори. Всеки проходен отвор в тялото намалява съпротивлението, като позволява на въздуха или водата да тече през отвора (отворите намаляват повърхността на тялото, перпендикулярна на движението). Колкото по -големи са проходните отвори, толкова по -ниско е съпротивлението. Ето защо парашутите, които са проектирани да създават много плъзгане (за да забавят скоростта на падане), са изработени от здрава, лека коприна или найлон, а не марля.
   • Например, можете да увеличите скоростта на греблото си за пинг-понг, като пробиете множество отвори в греблото (за да намалите площта на греблото и да намалите плъзгането).
5. 5 Увеличете скоростта на тялото, за да увеличите съпротивлението (това важи за тела с всякаква форма и материал). Колкото по -висока е скоростта на даден обект, толкова по -голям е обемът на течност или газ, през който трябва да премине, и толкова по -голямо е съпротивлението. Телата, движещи се с много високи скорости, изпитват огромно съпротивление, така че те трябва да бъдат опростени; в противен случай силата на съпротивата ще ги унищожи.
   • Например, помислете за Lockheed SR-71, експериментален разузнавателен самолет, построен по време на Студената война. Този самолет може да лети с висока скорост М = 3,2 и въпреки рационалната си форма, изпитва огромно съпротивление (толкова голямо, че металът, от който е направен фюзелажът на самолета, се разширява при нагряване поради триене).

Съвети

• Не забравяйте, че триенето освобождава много енергия под формата на топлина. Например, не докосвайте спирачните накладки на автомобила веднага след спирането!
• Имайте предвид, че силите на високо съпротивление могат да доведат до унищожаване на тяло, движещо се в течност. Например, ако по време на разходка с лодка поставите парче шперплат във водата (така че повърхността му да е перпендикулярна на движението на лодката), тогава най -вероятно шперплатът ще се счупи.