Nilalaman

• Upang humakbang
• Paraan 1 ng 2: Lumilikha ng isang mas mahigpit na ibabaw
• Paraan 2 ng 2: Taasan ang paglaban sa isang likido o gas
• Mga babala

Naisip mo ba kung bakit nag-iinit ang iyong mga kamay kapag kuskusin mo ang mga ito o bakit maaari mong masimulan ang isang apoy sa pamamagitan ng pagpahid ng dalawang stick? Ang sagot ay alitan! Kapag ang dalawang ibabaw ay kuskusin laban sa isa't isa, makokontra nila ang paggalaw ng bawat isa sa antas na mikroskopiko. Ang paglaban na ito ay bubuo ng enerhiya sa anyo ng init, na maaari mong gamitin upang mapainit ang iyong mga kamay, magsunog, atbp. Kung mas malaki ang alitan, mas maraming enerhiya ang ilalabas, kaya alam kung paano madagdagan ang alitan sa pagitan ng dalawang gumagalaw. Ang mga bahagi sa isang mekanikal na sistema ay karaniwang nagbibigay sa iyo ng pagkakataong makabuo ng maraming init!

Upang humakbang

Paraan 1 ng 2: Lumilikha ng isang mas mahigpit na ibabaw

1. Lumikha ng higit pang mga "magaspang" o malagkit na mga contact point. Kapag ang dalawang materyales ay dumulas o nag-rub laban sa bawat isa, tatlong bagay ang maaaring mangyari: ang mga maliit na sulok, bitak at iregularidad sa ibabaw ay maaaring mahuli; ang isa o parehong mga ibabaw ay maaaring magpapangit bilang tugon sa paggalaw; at, kalaunan, ang mga atomo sa anumang ibabaw ay maaaring magsimulang makipag-ugnay sa bawat isa. Para sa mga praktikal na layunin, lahat ng tatlo sa mga ito ay gumagawa ng parehong bagay: lumikha ng alitan. Ang pagpili ng mga ibabaw na nakasasakit (tulad ng papel de liha), deform (tulad ng goma), o maingat (tulad ng pandikit, atbp.) Ay isang madaling paraan upang madagdagan ang alitan.
   • Ang mga teknikal na aklat-aralin at katulad na mapagkukunan ay maaaring maging mahusay na pantulong sa pagpili ng mga materyales na gagamitin para sa pagtaas ng alitan. Karamihan sa karaniwang mga materyales sa gusali ay may kilalang "koepisyent ng alitan" - iyon ay, isang sukat ng kung magkano ang pagkikiskisan na nabuo kasama ang iba pang mga ibabaw. Ang mga koepisyent ng alitan para lamang sa ilang mga kilalang materyales ay nakalista sa ibaba (isang mas mataas na halaga ay nagpapahiwatig ng isang mas mataas na alitan):
   • Aluminium sa aluminyo: 0.34
   • Kahoy sa kahoy: 0.129
   • Dry kongkreto sa goma: 0.6-0.85
   • Basang kongkreto sa goma: 0.45-0.75
   • Yelo sa yelo: 0.01
2. Itulak nang mas malakas ang dalawang ibabaw. Ang isang pangunahing kahulugan sa pisika ay nagsasaad na ang alitan ng isang bagay na isinailalim ay proporsyonal sa normal na puwersa (para sa aming hangarin ang puwersang ito ay katumbas ng kung saan ang bagay ay nagtutulak laban sa iba pa). Nangangahulugan ito na ang alitan sa pagitan ng dalawang mga ibabaw ay maaaring madagdagan kung ang mga ibabaw ay itinulak kasama ng mas maraming lakas.
   • Kung nakagamit ka na ba ng mga disc ng preno (halimbawa, mga nasa isang kotse o bisikleta) pagkatapos ay nakita mo ang prinsipyong ito sa pagkilos. Sa kasong ito, sa pamamagitan ng pagpindot sa mga preno, isang hanay ng mga bloke na bumubuo ng alitan ay itinulak laban sa mga metal disc na nakakabit sa mga gulong. Ang mas mahirap mong pagpindot sa mga preno, mas mahirap ang mga bloke ay pinindot laban sa mga disc at magkakaroon ng higit na alitan. Pinapayagan kang ihinto ang sasakyan nang mabilis, ngunit naglalabas din ng maraming init, kaya't madalas na napakainit ang mga system ng pagpepreno pagkatapos ng mabibigat na preno.
3. Itigil ang anumang kilusang kamag-anak. Nangangahulugan ito na kung ang isang ibabaw ay gumagalaw na may kaugnayan sa isa pa, pipigilan mo ito. Sa ngayon naka-focus na kami dinamiko (o "pag-slide") alitan - ang alitan na nangyayari kapag ang dalawang mga bagay o mga ibabaw ay nagkuskos laban sa bawat isa. Sa katunayan, ang porma ng alitan na ito ay naiiba mula sa static alitan - ang alitan na nangyayari kapag ang isang bagay ay nagsimulang lumipat laban sa isa pang bagay. Sa esensya, ang alitan sa pagitan ng dalawang mga bagay ay pinakadakilang kapag nagsimula silang ilipat laban sa bawat isa. Kapag nakagalaw na sila, nababawasan ang alitan. Ito ang isa sa mga kadahilanan kung bakit mahirap makakuha ng isang bagay na gumagalaw kaysa sa panatilihin ito.
   • Upang obserbahan ang pagkakaiba sa pagitan ng static at dynamic na alitan, subukan ang sumusunod na simpleng eksperimento: Maglagay ng isang upuan o iba pang piraso ng kasangkapan sa isang makinis na sahig sa iyong bahay (hindi sa isang basahan o karpet). Siguraduhin na ang kasangkapan sa bahay ay walang anumang proteksiyon na "studs" sa ilalim o anumang iba pang uri ng materyal na magpapadali sa pagdulas sa sahig. Subukan ang kasangkapan basta malakas na itulak upang magsimula itong gumalaw. Dapat mong mapansin na kapag nagsimulang gumalaw ang mga kasangkapan sa bahay, agad itong nagiging mas madali upang itulak. Ito ay dahil ang dinamiko na alitan sa pagitan ng kasangkapan at sahig ay mas maliit kaysa sa static na alitan.
4. Alisin ang mga likido mula sa pagitan ng mga ibabaw. Ang mga likido tulad ng langis, grasa, petrolyo jelly, atbp., Ay maaaring makabuluhang bawasan ang alitan sa pagitan ng mga bagay at mga ibabaw. Ito ay dahil ang alitan sa pagitan ng dalawang solido ay karaniwang mas mataas kaysa sa pagitan ng mga solido at isang likido sa pagitan. Upang madagdagan ang alitan, maaari mong kunin ang lahat ng posibleng likido mula sa equation, na may mga "tuyo" na bahagi lamang na nagdudulot ng alitan.
   • Subukan ang sumusunod na simpleng eksperimento upang makakuha ng ideya kung hanggang saan ang likido ay maaaring mabawasan ang alitan: Kuskusin ang iyong mga kamay kung sila ay malamig at nais mong painitin ang mga ito. Dapat mong mapansin kaagad na nagiging mas maiinit sila mula sa gasgas. Pagkatapos ay maglagay ng patas na halaga ng losyon sa iyong mga palad at subukang gawin ulit ang pareho. Hindi lamang dapat mas madaling kuskusin ang iyong mga kamay nang mabilis, ngunit mapapansin mo rin na hindi gaanong nag-iinit.
5. Alisin ang mga gulong o carrier upang makalikha ng slide na alitan. Ang mga gulong, carrier at iba pang mga "lumiligid" na bagay ay nakakaranas ng isang espesyal na uri ng alitan na tinawag na lumiligid na alitan. Ang alitan na ito ay halos palaging mas mababa kaysa sa pagkikiskis na nabuo sa pamamagitan ng pagdulas ng parehong bagay sa lupa. - Ito ang dahilan kung bakit ang mga bagay na ito ay may posibilidad na gumulong at hindi dumulas sa lupa. Upang madagdagan ang alitan sa isang mekanikal na sistema, maaari mong alisin ang mga gulong, carrier, atbp upang ang mga bahagi ay dumulas laban sa bawat isa, hindi gumulong.
   • Isaalang-alang, halimbawa, ang pagkakaiba sa pagitan ng paghila ng isang mabibigat na timbang sa lupa sa isang karwahe kumpara sa isang katumbas na timbang sa isang karwahe. Ang isang bagon ay may mga gulong, kaya't mas madaling mag-pull kaysa sa isang karwahe, na kung saan nakakaladkad sa lupa habang bumubuo ng maraming sliding friction.
6. Taasan ang lapot. Ang mga solidong bagay ay hindi lamang mga bagay na maaaring lumikha ng alitan. Ang mga likidong sangkap (mga likido at gas tulad ng tubig at hangin, ayon sa pagkakabanggit) ay maaari ring lumikha ng alitan. Ang halaga ng alitan na nabubuo ng isang likido kapag dumadaloy ito sa isang solidong nakasalalay sa maraming mga kadahilanan. Ang isa sa pinakamadaling kontrolin ay ang lapot - iyon ang karaniwang tinutukoy bilang "kapal". Sa pangkalahatan, ang mga likido na may mataas na lapot (iyon ay "makapal", "malagkit", atbp.) Ay magdudulot ng higit na alitan kaysa sa mga likido na hindi gaanong malapot (ang mga iyon ay "makinis" at "likido").
   • Halimbawa, isaalang-alang ang pagkakaiba sa pagsisikap na kailangan mong gawin kapag pumutok ka ng tubig sa pamamagitan ng isang dayami kumpara sa pamumulaklak ng pulot sa pamamagitan ng isang dayami. Ang tubig ay hindi gaanong malapot at madaling gagalaw sa pamamagitan ng dayami. Ang honey ay higit na mahirap upang pumutok sa pamamagitan ng isang dayami. Ito ay dahil ang mataas na lapot ng pulot ay bumubuo ng maraming paglaban at sa gayon ang alitan kapag hinipan ito sa pamamagitan ng isang makitid na tubo tulad ng isang dayami.

Paraan 2 ng 2: Taasan ang paglaban sa isang likido o gas

1. Taasan ang lapot ng likido. Ang daluyan kung saan naglalakbay ang isang bagay ay nagbibigay ng lakas sa bagay na, bilang isang kabuuan, ay sinisikap na kanselahin ang puwersang alitan sa object. Ang mas siksik na likido ay (at samakatuwid ay mas malapot), mas mabagal ang isang bagay na lilipat sa likidong iyon sa ilalim ng impluwensya ng isang naibigay na puwersa. Halimbawa: ang isang marmol ay mahuhulog sa pamamagitan ng hangin na mas mabilis kaysa sa pamamagitan ng tubig, at sa pamamagitan ng tubig na mas mabilis kaysa sa pamamagitan ng syrup.
   • Ang lapot ng karamihan sa mga likido ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagbaba ng temperatura. Halimbawa: ang isang marmol ay bumagal nang mas mabagal sa pamamagitan ng malamig na syrup kaysa sa pamamagitan ng syrup sa temperatura ng kuwarto.
2. Taasan ang lugar na nakalantad sa hangin. Tulad ng ipinahiwatig sa itaas, ang mga likidong sangkap tulad ng tubig at hangin ay maaaring makabuo ng alitan kapag dumaloy ang mga ito sa mga solido. Ang pwersang friksiyonal na naranasan ng isang bagay habang gumagalaw sa isang likidong sangkap ay tinatawag na paglaban (depende sa daluyan, ito ay tinatawag ding "paglaban sa hangin", "paglaban ng tubig", atbp.). Ang isa sa mga katangian ng paglaban ay ang isang bagay na may isang mas malaking cross-section- iyon ay, isang bagay na may isang mas malaking profile habang gumagalaw ito sa pamamagitan ng likido - nakakaranas ng higit na paglaban. Binibigyan nito ang likido ng higit na ibabaw upang itulak laban sa, na nagdaragdag ng alitan sa bagay sa paggalaw nito.
   • Ipagpalagay na ang isang maliliit na bato at isang sheet ng papel na bawat isa ay may timbang na isang gramo. Kung hahayaan natin ang parehong bumagsak nang sabay, ang maliliit na bato ay mahuhulog nang diretso habang ang sheet ng papel ay dahan-dahang umiikot. Dito mo makikita ang paglaban ng hangin sa aksyon - ang hangin ay nagtutulak laban sa malaki, malawak na ibabaw ng papel na lumilikha ng paglaban at ang papel na bumabagsak nang mas mabagal kaysa sa maliit na bato, na may isang makitid na cross-section.
3. Pumili ng isang hugis na may higit na paglaban. Bagaman ang cross-seksyon ng isang bagay ay mabuti pangkalahatan ay isang pahiwatig ng laki ng risistor, sa katotohanan ang mga kalkulasyon ng risistor ay mas kumplikado. Ang iba't ibang mga hugis ay kumilos sa iba't ibang paraan sa mga likido na nadaanan nila - nangangahulugan ito na ang ilang mga hugis (hal. Flat plate) ay mas lumalaban kaysa sa iba (hal. Spheres) na gawa sa parehong materyal. Dahil ang panukala para sa kamag-anak na lakas ng paglaban ng hangin ay tinatawag ding "drag coefficient", sinasabing ang mga hugis na may malaking paglaban sa hangin ay may mas mataas na koepisyent ng drag.
   • Isaalang-alang, halimbawa, ang mga pakpak ng isang eroplano. Ang hugis ng isang tipikal na pakpak ng isang eroplano ay tinatawag na a airfoil. Ang makinis, makitid at bilugan na hugis na ito ay madaling gumalaw sa pamamagitan ng hangin. Ang drag coefficient ay napakababa - 0.45. Sa kabilang banda, maaari mong isipin na ang isang pakpak ay may matalim na mga anggulo, hugis block o mukhang isang prisma. Ang mga pakpak na ito ay bumubuo ng higit pang alitan sapagkat bumubuo sila ng maraming paglaban sa paglipad. Sa gayon ang Prisma ay may mas malaking koepisyent ng drag kaysa sa mga profile sa pakpak - mga 1.14.
4. Gawing mas streamline ang bagay. Ang isa pang hindi pangkaraniwang bagay na nauugnay sa iba't ibang mga drag coefficients ng iba't ibang mga hugis ay ang mga bagay na may isang mas malaki, mas parisukat na "fairing" sa pangkalahatan ay bumubuo ng higit pang pag-drag kaysa sa iba pang mga bagay. Ang mga bagay na ito ay binubuo ng magaspang, tuwid na mga linya at karaniwang hindi makitid patungo sa likuran. Sa kabilang banda, ang mga naka-streamline na bagay ay madalas na mas bilugan at mas madulas patungo sa likuran - tulad ng katawan ng isang isda.
   • Halimbawa, ang paraan ng average na kotse ng pamilya ay dinisenyo ngayon kumpara sa parehong uri mga dekada na ang nakakaraan. Noong nakaraan, ang mga kotse ay mas nakaharang at mayroong higit na tuwid at mga parihabang linya. Ngayon, ang karamihan sa mga kotse ng pamilya ay mas streamline at, sa isang malaking lawak, mahinang bilugan. Ginagawa ito nang sadya - ang isang naka-streamline na hugis ay nangangahulugang ang isang kotse ay nakakaranas ng mas kaunting pag-drag, binabawasan ang pagsisikap ng makina na ilipat ang kotse (at mabawasan ang mileage ng gas).
5. Gumamit ng materyal na nagpapahintulot sa pagdaan ng mas kaunting hangin. Pinapayagan ng ilang materyales na dumaan ang mga likido at gas. Sa madaling salita, may mga butas para dumaan ang likido. Tinitiyak nito na ang ibabaw ng bagay na laban sa likido ay pinipilit na maging mas maliit, kaya't may kaunting pagtutol.Ang pag-aari na ito ay mananatiling wasto kahit na ang mga butas ay mikroskopiko - basta ang mga butas ay sapat na malaki upang payagan ang likido / hangin na dumaan, mababawasan ang paglaban. Ito ang dahilan kung bakit ang mga parachute, na idinisenyo upang makabuo ng maraming paglaban sa hangin at sa gayon mabawasan ang bilis ng pagbagsak ng isang tao o isang bagay, ay gawa sa malakas, magaan na sutla o nylon at hindi mga filter ng koton o kape.
   • Upang magbigay ng isang halimbawa ng pag-aari na ito sa aksyon, isipin ang tungkol sa kung ano ang mangyayari sa isang ping pong bat kapag nag-drill ka ng ilang mga butas dito. Ito ay magiging mas madali upang ilipat ang sagwan ng mabilis. Pinapayagan ng mga butas na dumaan ang hangin habang tinatayon ang pagsagwan, na lubos na binabawasan ang paglaban at pinapayagan ang sagwan na kumilos nang mas mabilis.
6. Taasan ang bilis ng bagay. Sa wakas, hindi alintana ang hugis ng isang bagay o kung gaano kalunus-lunos ang materyal na ito ay gawa sa, ang paglaban na makasalubong nito ay palaging tataas habang mas mabilis itong gumagalaw. Kung mas mabilis ang paggalaw ng isang bagay, mas maraming likido ang paglipat nito, na siya namang nagdaragdag ng resistensya. Ang mga bagay na gumagalaw sa napakataas na bilis ay maaaring makaranas ng napakataas na alitan dahil sa mataas na paglaban, kaya't ang mga bagay na ito ay karaniwang mai-streamline doon o kung hindi man ay magkakalat sila dahil sa lakas ng paglaban.
   • Isaalang-alang ang Lockheed SR-71 "Blackbird", isang pang-eksperimentong eroplano ng ispiya na itinayo noong Cold War. Ang Blackbird, na maaaring lumipad sa bilis na mas malaki kaysa sa mach 3.2, ay nakaranas ng matinding paglaban mula sa mga matataas na bilis, sa kabila ng streamline na disenyo - sapat na matinding upang maging sanhi ng paglawak ng metal fuselage ng sasakyang panghimpapawid dahil sa init na nabuo ng alitan mula sa hangin habang lumilipad. .

Mga babala

• Ang sobrang mataas na alitan ay maaaring maglabas ng maraming enerhiya sa anyo ng init! Halimbawa, talagang hindi mo nais na hawakan ang mga preno ng iyong kotse pagkatapos mong matumbok nang malakas ang mga preno!
• Ang mga dakilang pwersa na pinakawalan kapag na-drag sa pamamagitan ng isang likido ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng istruktura sa bagay na iyon. Halimbawa, kung idikit mo ang patag na bahagi ng isang manipis na piraso ng playwud sa tubig habang naglalakbay sa isang speedboat, malamang na mapunit ito.