Sürtünme Nasıl Artırılır

Hızlı bir şekilde ovuşturduğunuzda ellerinizin neden ısındığını ya da iki çubuğu birbirine sürtmenin sonunda neden yangına neden olabileceğini hiç merak ettiniz mi? Cevap sürtünmedir! İki yüzey birbirine sürtündüğünde, doğal olarak mikroskobik düzeyde birbirlerinin hareketine direnirler. Bu direnç, enerjinin ısı şeklinde salınmasına, ellerinizin ısınmasına, ateşin kıvılcımlanmasına vb. Neden olabilir. Sürtünme ne kadar büyükse, o kadar fazla enerji açığa çıkar, bu nedenle mekanik bir sistemdeki hareketli parçalar arasındaki sürtünmeyi nasıl artıracağınızı bilmek, potansiyel olarak çok fazla ısı üretmenize izin verebilir!

Adımlar

Yöntem bir 2: Daha Keskin Bir Yüzey Oluşturma

1. bir 'Daha sert' veya daha yapışkan bir temas noktası oluşturun. İki malzeme birbirine geçtiğinde veya sürtündüğünde, üç şey olabilir: yüzeylerdeki küçük köşeler, çatlaklar ve düzensizlikler birbirine takılabilir; bir veya her iki yüzey, harekete tepki olarak deforme olabilir; ve son olarak, her bir yüzeydeki atomlar birbirleriyle etkileşime girebilir. Pratik amaçlar için, bu etkilerin üçü de aynı şeyi yapar: sürtünme yaratır. Aşındırıcı (zımpara kağıdı gibi), bastırıldığında deforme olan (kauçuk gibi) veya diğer yüzeylerle (yapışkan tutkal vb. Gibi) yapışkan etkileşimleri olan yüzeyleri seçmek, sürtünmeyi artırmanın basit bir yoludur.
   • Yüksek sürtünme oluşturmak için hangi malzemelerin kullanılacağını seçerken mühendislik ders kitapları ve benzer kaynaklar harika araçlar olabilir. Çoğu standart yapı malzemesinin bilinen 'sürtünme katsayıları' vardır - yani, diğer yüzeylerle ne kadar sürtünme oluşturduklarının ölçüleri. Sadece birkaç yaygın malzeme için kayma sürtünme katsayıları aşağıda listelenmiştir (daha yüksek katsayılar daha fazla sürtünmeyi gösterir):
   • Alüminyum üzerine alüminyum: 0.34
   • Ahşap üzerine ahşap: 0.129
   • Kauçuk üzeri kuru beton: 0.6-0.85
   • Kauçuk üzeri ıslak beton: 0.45-0.75
   • Buz üzerinde buz: 0.01
2. 2 İki yüzeyi birbirine daha sert bastırın. Temel fiziğin temel ilkelerinden biri, bir nesnenin yaşadığı sürtünmenin normal kuvveti ile orantılı olmasıdır (bizim amaçlarımız için, bu temelde kaydığı nesneye bastırdığı kuvvettir). Bu, yüzeyler birbirine daha büyük bir kuvvetle bastırılırsa iki yüzey arasındaki sürtünmenin artabileceği anlamına gelir.
   • Daha önce bir dizi disk fren kullandıysanız (örneğin, bir araba veya bisiklette) bu prensibi uygulamada gözlemlediniz. Bu durumda, bir arabadaki frene basmak, bir dizi sürtünme oluşturan balatayı tekerleklere bağlı metal disklere iter. Frenler ne kadar sert itilirse, balatalar disklere o kadar sert bastırılır ve daha fazla sürtünme oluşur. Bu, aracı hızlı bir şekilde durdurabilir, ancak aynı zamanda çok fazla ısıyı da serbest bırakabilir, bu nedenle bir dizi fren, sert frenlemeden sonra genellikle oldukça ısınır. Bisiklette fren balataları, dönmelerini engellemek için lastiğin metal çerçevesine bastırır.
3. 3 Herhangi bir göreceli hareketi durdurun. Yani, bir yüzey diğerine göre hareket halindeyse, onu durdurun. Şimdiye kadar odaklandık kinetik (veya 'kayma') sürtünme - iki nesne veya yüzey arasında birbirlerine sürtünürken meydana gelen sürtünme. Aslında bu sürtünme, statik sürtünme - bir nesne diğerine karşı hareket etmeye başladığında ortaya çıkan sürtünme. Esasen, iki nesne arasındaki sürtünme, birbirlerine karşı hareket etmeye başladıklarında en büyük haktır. Hareket halindeyken sürtünme azalır. Ağır bir nesneyi itmeye başlamanın, onu hareket ettirmekten daha zor olmasının nedenlerinden biri budur.
   • Statik ve kinetik sürtünme arasındaki farkı gözlemlemek için bu basit deneyi deneyin: Evinizdeki düz bir zemine bir sandalye veya başka bir mobilya yerleştirin (kilim veya halı değil). Mobilyanın altında, zeminde kaymayı kolaylaştırabilecek koruyucu 'ayak pedleri' veya başka herhangi bir malzeme olmadığından emin olun. Mobilyayı itmeye çalışın sadece yeterince sert ki hareket etmeye başlasın. Mobilya hareket etmeye başlar başlamaz hemen itmenin biraz daha kolay hale geldiğini fark etmelisiniz. Bunun nedeni mobilya ile zemin arasındaki kinetik sürtünmenin statik sürtünmeden daha az olmasıdır.
4. 4 İki yüzey arasındaki yağlamayı giderin. Yağ, gres, vazelin ve benzeri yağlayıcılar, iki nesne veya yüzey arasındaki sürtünmeyi büyük ölçüde azaltabilir. Bunun nedeni, iki katı arasındaki sürtünmenin genellikle bu katılar ve aralarındaki sıvı arasındaki sürtünmeden çok daha yüksek olmasıdır. Sürtünmeyi artırmak için, sürtünme oluşturmak için yalnızca 'kuru', yağlanmamış parçalar kullanarak denklemdeki yağlayıcıları çıkarmayı deneyin.
   • Yağlayıcıların sürtünmeyi azaltma potansiyelini görmek için şu basit deneyi deneyin: Ellerinizi soğukmuş gibi ovuşturun ve onları ısıtmak istiyorsunuz. Sürtünmeden ısındıklarını hemen fark etmelisiniz. Sonra, avuç içlerinize makul miktarda losyon koyun ve aynı şeyi deneyin. Ellerinizi hızla birbirine sürtmek sadece daha kolay olmamalı, aynı zamanda çok daha az ısı fark etmelisiniz.
5. 5 Kayma sürtünmesi oluşturmak için tekerlekleri veya yatakları çıkarın. Tekerlekler, rulmanlar ve diğer 'dönen' nesneler, yuvarlanma sürtünmesi adı verilen özel bir sürtünme türü yaşarlar. Bu sürtünme hemen hemen her zaman eşdeğer bir nesnenin zeminde basitçe kaydırılmasıyla oluşan sürtünmeden çok daha azdır. - Bu nedenle, bu nesneler yerde kaymak yerine yuvarlanma eğilimindedir. Mekanik bir sistemde sürtünmeyi artırmak için tekerlekleri, yatakları vb. Çıkarmayı deneyin, böylece parçalar birbirine yuvarlanmak yerine birbirine sürtünür.
   • Örneğin, bir vagonda zeminde ağır bir ağırlık çekmek ile bir kızakta benzer bir ağırlık çekmek arasındaki farkı düşünün. Bir vagonun tekerlekleri vardır, bu nedenle, zemine doğru sürüklenen ve ilerledikçe çok fazla kayma sürtünmesi oluşturan bir kızağa göre çekmek daha kolaydır.
6. 6 Sıvı viskozitesini artırın. Sürtünmeye neden olabilecek tek şey katı nesneler değildir. Sıvılar (sırasıyla su ve hava gibi sıvılar ve gazlar) da sürtünme oluşturabilir. Bir sıvının katıya karşı geçerken oluşturduğu sürtünme miktarı birkaç faktöre bağlıdır. Bunlardan kontrol edilmesi en kolay olanlarından biri akışkan viskozitesidir - yani genel olarak 'kalınlık' olarak adlandırılan şeydir. Genel olarak, yüksek viskoziteli sıvılar ('kalın', 'yapışkan' vb.) Daha az viskoz olan sıvılardan ('pürüzsüz' ve 'sıvı' olanlar) daha fazla sürtünme oluşturur.
   • Örneğin, kamıştan su üflerken, kamıştan bal üflerken yaşayabileceğiniz çabanın farkını düşünün. Çok viskoz olmayan suyun bir kamıştan emilmesi ve dışarı üflenmesi çok kolaydır. Öte yandan, bal bir kamışla hareket etmek biraz daha zordur. Bunun nedeni, balın yüksek viskozitesinin, pipet gibi dar bir tüpten geçerken çok fazla dirençli sürtünme oluşturmasıdır.
   İlan

Yöntem 2 2: Akışkan Sürüklemeyi Artırma

1. bir Sıvının viskozitesini artırın. Bir nesnenin içinden geçtiği ortam, nesnenin yüzeylerine, toplamda nesneye etki eden sürtünme kuvvetini oluşturan bir kuvvet uygular. Bir sıvı ne kadar yoğunsa (daha viskoz), belirli bir kuvvetin etkisi altındaki bir nesne sıvı içinde o kadar yavaş hareket eder. Örneğin, bir mermer havadan sudan daha hızlı ve suya pekmezden daha hızlı düşecektir.
   • Çoğu sıvının viskozitesi, sıvının sıcaklığı düşürülerek artırılabilir. Örneğin, bir mermer, oda sıcaklığında soğuk pekmezden daha yavaş düşer.
2. 2 Havaya maruz kalan alanı artırın. Yukarıda belirtildiği gibi, su ve hava gibi sıvılar katı nesnelere karşı hareket ederken sürtünme oluşturabilir. Bir nesnenin akışkan içinde hareket ederken yaşadığı sürtünme kuvvetine sürükleme denir (bu bazen 'hava direnci', 'su direnci' vb. Olarak adlandırılır) Sürtünmenin özelliklerinden biri, daha büyük profillere sahip nesnelerin veya yüzey alanı, sıvı içinde hareket ederken - daha fazla sürüklemeye sahiptir. Sıvının itmek için daha fazla toplam alanı vardır ve nesnenin içinden geçerken üzerindeki sürtünmeyi artırır.
   • Örneğin, bir çakıl taşı ve bir yaprak kağıdın her ikisi de bir gram ağırlığında diyelim. Her ikisini de aynı anda düşürürsek, kağıt yavaşça yere kayarken, çakıl taşı doğrudan yere düşecektir. Bu, hareket halindeki sürüklemenin prensibidir - hava, kağıdın büyük, geniş yüzüne doğru iter, direnç oluşturur ve nispeten küçük bir enine kesit alanına sahip olan çakıl taşından çok daha yavaş geçmesine neden olur.
3. 3 Daha büyük sürükleme katsayısına sahip bir şekil kullanın. Bir nesnenin kesit alanı iyi olsa da genel sürüklemesinin ne kadar büyük olacağının göstergesi aslında sürükleme hesaplamaları biraz daha karmaşıktır. Farklı şekiller sıvılarla içlerinden geçerken farklı şekillerde etkileşime girer - bu, bazı şekillerin (örneğin düz plakalar) aynı miktarda malzemeden yapılan farklı şekillerden (örneğin küreler) daha fazla sürüklenebileceği anlamına gelir. Bir şeklin yaptığı göreceli sürükleme miktarını ölçen miktara 'sürükleme katsayısı' denildiğinden, yüksek sürüklemeye sahip şekillerin büyük sürükleme katsayılarına sahip olduğu söylenir.
   • Örneğin, bir uçak kanadı düşünün. Tipik bir uçak kanadının şekline bir kanat . Pürüzsüz, dar, yuvarlak ve şık olan bu şekil havadan kolaylıkla geçer. Çok düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir - 0.45. Öte yandan, bir uçağın keskin kenarlı, kutu şeklinde, prizma şekilli kanatları olup olmadığını hayal edin. Bu kanatlar çok daha fazla sürtünme yaratır çünkü büyük bir direnç olmadan geçemezler. Aslında, prizmalar kanat profillerinden daha yüksek bir sürtünme katsayısına sahiptir - yaklaşık 1.14.
   • Daha büyük, daha dar 'vücut akışlarına' sahip nesneler genellikle diğer nesnelere göre daha fazla sürükleme üretir. Öte yandan, aerodinamik vücut akışlarına sahip nesneler dardır, kenarları yuvarlatılmıştır ve genellikle nesnenin arkasına doğru sivrilir - bir balık gövdesi gibi.
4. 4 Daha az geçirgen bir malzeme kullanın. Bazı malzeme türleri sıvıları geçirgendir. Başka bir deyişle, sıvının geçebileceği delikler vardır. Bu, sıvının itebileceği nesnenin alanını etkili bir şekilde azaltır ve sürükleme kuvvetini azaltır. Bu özellik, delikler mikroskobik olsa bile geçerlidir - delikler sıvının bir kısmının nesneden geçmesine izin verecek kadar büyük olduğu sürece, sürükleme azalacaktır. Bu nedenle, kullanıcının düşme hızını yavaşlatmak için çok fazla sürüklenme yaratacak şekilde tasarlanan paraşütler, tülbent veya kahve filtrelerinden değil, güçlü, hafif ipek veya naylondan yapılmıştır.
   • Bu özelliğin hareket halindeki bir örneği için, birkaç delik açıldığında bir masa tenisi raketinin daha hızlı sallanabileceğini düşünün. Delikler, kanat döndürülürken havanın geçmesine izin vererek sürüklemeyi büyük ölçüde azaltır ve raketin daha hızlı hareket etmesini sağlar.
5. 5 Nesnenin hızını artırın. Son olarak, bir nesnenin şekli ne olursa olsun veya yapıldığı malzeme ne kadar geçirgen olursa olsun, yarattığı sürükleme hızı her zaman artacaktır. Bir nesne ne kadar hızlı giderse, o kadar fazla akışkan hareket etmek zorundadır ve dolayısıyla, daha fazla sürükleme yaşar. Çok yüksek hızlarda hareket eden nesneler, sürükleme nedeniyle çok yüksek sürtünme yaşayabilir, bu nedenle bu nesneler genellikle çok aerodinamik olmalıdır veya sürükleme kuvveti altında parçalanırlar.
   • Örneğin, soğuk savaş sırasında inşa edilen deneysel bir casus uçağı olan Lockheed SR-71 'Blackbird'ü düşünün. Mach 3.2'den daha yüksek hızlarda uçabilen Blackbird, aerodinamik tasarımına rağmen bu yüksek hızlarda aşırı sürükleme kuvvetleri yaşadı - aslında uçağın metal gövdesi, uçağın ürettiği ısıdan gerçekten genişleyebilecek kadar aşırı derecede aşırı. uçuş ortasında havanın sürtünmesi.
   İlan

Topluluk Soru-Cevap

• Soru Diğerlerinden daha fazla sürtünmesi olan herhangi bir malzeme var mı?Bess Ruff, MA
  Çevre Bilimcisi Bess Ruff, Florida Eyalet Üniversitesi'nde Coğrafya Doktora öğrencisidir. Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara'dan Çevre Bilimi ve Yönetimi alanında yüksek lisansını 2016 yılında aldı. Karayipler'deki deniz mekansal planlama projeleri için araştırma çalışmaları yürüttü ve Sürdürülebilir Balıkçılık Grubu için yüksek lisans öğrencisi olarak araştırma desteği sağladı.Bess Ruff, MAÇevre Bilimcisi Uzman Yanıtı Hangi malzemelerin diğerlerinden daha fazla sürtünmeye sahip olduğunu daha iyi anlamanın iyi bir yolu, ortak malzemeler için sürtünme katsayılarını içeren bir tabloya başvurmaktır. Alternatif olarak, hangisinin daha büyük sürtünme potansiyeline sahip olduğunu görmek için iki malzeme düşünebilir ve sürtünme katsayılarını internette arayabilirsiniz.
• Soru Hız, sürtünmeyi nasıl artırır? Bir nesne ne kadar hızlı giderse, o kadar çok maddenin (gaz veya sıvı) içinden geçmesi gerekir ve bu nedenle, daha fazla sürükleme yaşar.
• Soru Sürtünmeyi artırmanın üç yöntemi nedir? Sürtünmeyi artırmanın üç yöntemi şunlardır: 1.) Nesneye daha fazla kuvvet uygulayarak, 2.) Sürtünmeye neden olan nesnenin kütlesini artırarak ve 3.) Daha kaba bir temas noktası oluşturarak.
• Soru Sürtünmeyi artıran nedir? Bir yüzeye daha fazla gren, tipik olarak sürtünmeyi artırır. Bu nedenle insanlar teknelerin ve uçakların mümkün olduğunca pürüzsüz olmasını sağlar.
• Soru Sürtünme kuvvetlerini nasıl azaltırım? Cilalayarak ve / veya yağlayıcı kullanarak /
• Soru Sürtünmeyi artıracak iki yüzey nedir? Zımpara kağıdı ve kaba taş sürtünmeyi artıracaktır. Genel olarak, bir yüzey pürüzsüzden ziyade pürüzlü olduğunda daha fazla sürtünme olur.
• Soru Kullanılan kuvvet miktarını nasıl artırabilirim? Jonathan Ogutu Kullanılan kuvvet miktarını artırmak için, vücutla etkileşim halindeyken uyguladığınız basınç miktarını artırmanız yeterlidir.
• Soru 'Sıkı sınırlayıcı' nedir? Sözlükte yok. Michael Wang Vikisözlük'e göre bağlayıcı, 'Sürtünmeyle ilgili veya sürtünmeden kaynaklanıyor' anlamına gelir.
• Soru Pürüzsüz, cilalı bir zemin sürtünmeyi artırır mı? Hayır, yapmaz ama sürtünmeyi azaltmaya yardımcı olur, böylece pürüzlü yüzeyi pürüzsüz hale getirirsiniz. Pürüzlü yüzeyler sürtünmeyi artırırken pürüzsüz yüzeyler azaltır.
• Soru Sürtünmeyi azaltmanın yöntemleri nelerdir? Sürtünmeyi azaltmak için yüzeyi daha pürüzsüz hale getirebilir, nesneleri daha akıcı hale getirebilir veya yüzeylere etki eden kuvvetleri azaltabilirsiniz.