Muallif:
Eugene Taylor
Yaratilish Sanasi:
7 Avgust 2021
Yangilanish Sanasi:
1 Iyul 2024
Tarkib
- Qadam bosish
- 1-dan 2-usul: Dag'alroq sirtni yaratish
- 2-dan 2-usul: Suyuqlik yoki gazdagi qarshilikni oshiring
- Ogohlantirishlar
Siz tezda bir-biriga ishqalansangiz, nima uchun qo'llaringiz isiydi yoki nima uchun ikkita tayoqni ishqalab olov yoqishingiz mumkinligi haqida hech o'ylab ko'rganmisiz? Javob ishqalanishdir! Ikki sirt bir-biriga ishqalanganda, ular mikroskopik darajada bir-birining harakatiga qarshi turadilar. Ushbu qarshilik issiqlik shaklida energiya hosil qiladi, siz uni qo'llaringizni isitish, olov yoqish va h.k.da ishlatishingiz mumkin. Ishqalanish qancha ko'p bo'lsa, shuncha ko'p energiya ajralib chiqadi, shuning uchun ikkita harakatlanuvchi orasidagi ishqalanishni qanday oshirishni biling. mexanik tizimdagi qismlar asosan juda ko'p issiqlik ishlab chiqarish imkoniyatini beradi!
Qadam bosish
1-dan 2-usul: Dag'alroq sirtni yaratish
Ko'proq "qo'pol" yoki yopishqoq aloqa nuqtalarini yarating. Ikkita material siljishganda yoki bir-biriga ishqalanishganda, uchta narsa yuz berishi mumkin: kichik burchaklar, yoriqlar va sirtdagi usulsüzlükler tutilishi mumkin; harakatga javoban bir yoki ikkala sirt deformatsiyalanishi mumkin; va oxir-oqibat, har qanday sirtdagi atomlar bir-biri bilan ta'sir o'tkaza boshlashi mumkin. Amaliy maqsadlar uchun ularning uchalasi ham xuddi shu narsani qilishadi: ishqalanish hosil qilish. Aşındırıcı (zımpara qog'ozi kabi), deformatsiyalangan (kauchuk kabi) yoki yopishqoq (yopishtiruvchi va hokazo) sirtlarni tanlash ishqalanishni oshirishning oson usuli hisoblanadi. - Texnik darsliklar va shunga o'xshash manbalar ishqalanishni kuchaytirish uchun materiallarni tanlashda katta yordamchi bo'lishi mumkin. Ko'pgina standart qurilish materiallari ma'lum bo'lgan "ishqalanish koeffitsienti" ga ega, ya'ni boshqa sirt bilan birga qancha ishqalanish hosil bo'lishining o'lchovidir. Faqat ma'lum bo'lgan bir nechta materiallar uchun ishqalanish koeffitsientlari quyida keltirilgan (yuqori qiymat ishqalanishni yuqori ekanligini ko'rsatadi):
- Alyuminiy alyuminiy: 0,34
- Yog'ochdagi yog'och: 0.129
- Kauchukda quruq beton: 0,6-0,85
- Kauchukda nam beton: 0,45-0,75
- Muz ustidagi muz: 0,01
Ikkala sirtni bir-biriga qattiqroq itaring. Fizikadagi asosiy ta'rif shuni ko'rsatadiki, ob'ektning ishqalanishi odatdagi kuchga mutanosibdir (bizning maqsadimiz uchun bu kuch ob'ektni boshqasiga itargan kuchga teng). Bu shuni anglatadiki, agar yuzalar ko'proq kuch bilan birlashtirilsa, ikki sirt orasidagi ishqalanish kuchayishi mumkin. - Agar siz tormoz disklarini ishlatgan bo'lsangiz (masalan, avtomobil yoki velosipedda bo'lganlar), unda siz ushbu printsipni amalda ko'rgansiz. Bunday holda, tormozni bosib, ishqalanish hosil qiluvchi bloklar to'plami g'ildiraklarga biriktirilgan metall disklarga suriladi. Tormozni qanchalik qiyin bossangiz, bloklar disklarga shunchalik qattiq bosiladi va ishqalanish ko'proq bo'ladi. Bu sizga transport vositasini tezda to'xtatishga imkon beradi, shuningdek juda ko'p issiqlikni chiqaradi, shuning uchun tormoz tizimlari og'ir tormozlashdan keyin ko'pincha juda issiq bo'ladi.
Har qanday nisbiy harakatni to'xtating. Bu shuni anglatadiki, agar bitta sirt boshqasiga nisbatan harakat qilsa, siz uni to'xtatasiz. Hozirgacha biz diqqatimizni jamladik dinamik (yoki "toymasin") ishqalanish - ikki narsa yoki sirt bir-biriga ishqalanganda paydo bo'ladigan ishqalanish. Aslida, bu ishqalanish shakli boshqacha statik ishqalanish - ob'ekt boshqa ob'ektga qarshi harakatlana boshlaganda paydo bo'ladigan ishqalanish. Aslida, ikkita ob'ekt orasidagi ishqalanish, ular bir-biriga qarshi harakat qilishni boshlaganda eng katta bo'ladi. Ular harakatga kelgandan so'ng, ishqalanish kamayadi. Bu og'ir ob'ektni ushlab turishdan ko'ra uni harakatga keltirish qiyinligining sabablaridan biridir. - Statik va dinamik ishqalanish o'rtasidagi farqni kuzatish uchun quyidagi oddiy tajribani sinab ko'ring: stulni yoki boshqa mebelni uyingizdagi tekis joyga (gilam yoki gilamga emas) qo'ying. Mebel tagida hech qanday himoya "tirgak" yoki polga siljishni osonlashtiradigan boshqa turdagi materiallar yo'qligiga ishonch hosil qiling. Mebelni sinab ko'ring faqat etarlicha itaring, shunda u harakatlana boshlaydi. Shuni e'tiborga olish kerakki, mebellar harakatlana boshlagach, uni darhol surish ancha osonlashadi. Buning sababi shundaki, mebel va pol orasidagi dinamik ishqalanish statik ishqalanishdan kichikroq.
Suyuqlikni sirtlar orasidan olib tashlang. Yog ', moy, neft jeli va boshqalar kabi suyuqliklar narsalar va sirtlar orasidagi ishqalanishni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Buning sababi shundaki, ikki qattiq jismning ishqalanishi, odatda qattiq moddalar orasidagi suyuqlik bilan taqqoslaganda ancha yuqori bo'ladi. Ishqalanishni kuchaytirish uchun siz tenglamadan barcha mumkin bo'lgan suyuqliklarni chiqarib olishingiz mumkin, faqat "quruq" qismlar ishqalanishni keltirib chiqaradi. - Suyuqliklar ishqalanishni qay darajada kamaytirishi mumkinligi haqida tasavvurga ega bo'lish uchun quyidagi oddiy tajribani sinab ko'ring: agar ular sovuq bo'lsa va ularni isitmoqchi bo'lsangiz, qo'llaringizni bir-biringizga silang. Ularning ishqalanishidan iliqlashayotganini darhol sezishingiz kerak. Keyin kaftingizga etarlicha loson soling va yana shu narsani qilishga harakat qiling. Qo'lingizni tezda bir-biringizga silash osonroq bo'lmasligi bilan birga, ular kamroq qizib ketishini ham sezasiz.
Sürgülü ishqalanish yaratish uchun g'ildiraklarni yoki tashuvchilarni olib tashlang. G'ildiraklar, tashuvchilar va boshqa "dumalab yuradigan" narsalar dumalab ishqalanish deb ataladigan maxsus ishqalanish turiga duch keladi. Ushbu ishqalanish deyarli har doim bir xil narsani erga siljitish natijasida hosil bo'lgan ishqalanishdan kam bo'ladi. - Shuning uchun bu ob'ektlar siljish va erga siljish xususiyatiga ega emaslar. Mexanik tizimdagi ishqalanishni kuchaytirish uchun g'ildiraklarni, tashuvchilarni va boshqalarni olib tashlashingiz mumkin, shunda qismlar rulonga emas, balki bir-biriga siljiydi. - Masalan, og'ir yukni vagonda erdan tortib, vagondagi ekvivalent og'irlik bilan farqini ko'rib chiqing. Vagonning g'ildiraklari bor, shuning uchun tortishish ishqalanishini vujudga keltirish bilan birga er bo'ylab yuradigan aravachadan tortib tortish osonroq.
Viskozitani oshiring. Qattiq jismlar ishqalanishni yaratadigan yagona narsa emas. Suyuq moddalar (navbati bilan suv va havo kabi suyuqlik va gazlar) ham ishqalanish hosil qilishi mumkin. Suyuqlik qattiq jismdan o'tayotganda hosil bo'ladigan ishqalanish miqdori bir necha omillarga bog'liq. Nazorat qilishning eng oson usullaridan biri qovushqoqlikdir - bu odatda "qalinlik" deb nomlanadi. Umuman olganda, yopishqoqligi yuqori bo'lgan suyuqliklar (ular "qalin", "yopishqoq" va boshqalar) kamroq yopishqoq bo'lgan suyuqliklarga qaraganda ko'proq ishqalanishga olib keladi (ular "silliq" va "suyuq"). - Masalan, asalni somon bilan puflaganda, somon orqali suv puflaganda qanday kuch sarflashingiz kerakligini ko'rib chiqing. Suv juda yopishqoq emas va somon orqali osongina harakat qiladi. Asalni somon orqali puflash ancha qiyin. Buning sababi shundaki, asalning yuqori yopishqoqligi somon kabi tor naycha orqali puflanganda katta qarshilikka va shu bilan ishqalanishga olib keladi.
2-dan 2-usul: Suyuqlik yoki gazdagi qarshilikni oshiring
Suyuqlikning yopishqoqligini oshiring. Ob'ekt harakatlanadigan vosita, ob'ektga kuch ta'sir qiladi, umuman olganda, ob'ektga ishqalanish kuchini bekor qilishga harakat qiladi. Suyuqlik qanchalik zichroq bo'lsa (va shuning uchun ham yopishqoqroq bo'lsa), berilgan kuch ta'sirida ob'ekt shu suyuqlik orqali shunchalik sekin harakatlanadi. Masalan: marmar havodan suvga qaraganda ancha tez tushadi va siropga qaraganda suv orqali tezroq tushadi. - Ko'pgina suyuqliklarning yopishqoqligini haroratni pasaytirish orqali oshirish mumkin. Masalan: marmar sovuq sirop orqali xona haroratidagi siropdan sekin tushadi.
Havo ta'sir qiladigan maydonni ko'paytiring. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, suv va havo kabi suyuq moddalar qattiq jismlardan o'tib ketganda ishqalanish hosil qilishi mumkin. Suyuq moddalar bo'ylab harakatlanayotganda ob'ekt tomonidan sodir bo'lgan ishqalanish kuchiga qarshilik deyiladi (muhitga qarab, bu "havo qarshilik", "suvga chidamlilik" va boshqalar). Qarshilik xususiyatlaridan biri bu ob'ekt kattaroq tasavvurlar bilan, ya'ni suyuqlik orqali harakatlanayotganda ko'proq profilga ega bo'lgan ob'ekt ko'proq qarshilik ko'rsatadi. Bu suyuqlikni surish uchun ko'proq sirtni beradi, bu esa u orqali harakatlanayotganda narsada ishqalanishni oshiradi. - Faraz qiling, har bir tosh va bitta varaq bir gramm og'irlikda. Agar ikkalamizni bir vaqtning o'zida yiqitadigan bo'lsak, shag'al to'g'ridan-to'g'ri pastga tushadi, qog'oz varag'i asta-sekin pastga aylanadi. Bu erda siz havo qarshiligini amalda ko'rmoqdasiz - havo qog'ozning katta, keng yuzasiga qarab turg'unlik hosil qiladi va qog'oz nisbatan tor tasavvurga ega bo'lgan toshga qaraganda ancha sekin tushadi.
Kattaroq qarshilikka ega bo'lgan shaklni tanlang. Ob'ektning kesimi yaxshi bo'lsa-da umumiy qarshilik o'lchamining ko'rsatkichidir, aslida qarshilik hisob-kitoblari ancha murakkab. Turli xil shakllar o'zlari o'tadigan suyuqliklarda o'zlarini har xil tutishadi - bu shuni anglatadiki, ba'zi shakllar (masalan, tekis plitalar) bir xil materialdan yasalgan boshqalarga (masalan, sharlarga) nisbatan ancha chidamli. Havoning qarshiligining nisbiy kattaligi o'lchovi "tortishish koeffitsienti" deb ham nomlanganligi sababli, havo qarshiligi katta bo'lgan shakllarning qarshilik koeffitsienti yuqoriroq deyiladi. - Masalan, samolyot qanotlarini ko'rib chiqing. Samolyotning odatdagi qanotining shakli a deb ataladi plyonka. Ushbu silliq, tor va yumaloq shakl osongina havo orqali harakatlanadi. Drag koeffitsienti juda past - 0,45. Boshqa tomondan, siz qanotning o'tkir burchaklari, blok shaklida yoki prizma kabi ko'rinishini tasavvur qilishingiz mumkin. Ushbu qanotlar ko'proq ishqalanish hosil qiladi, chunki ular parvoz paytida juda ko'p qarshilik ko'rsatadi. Shunday qilib prizmalar qanot rejimlaridan kattaroq tortish koeffitsientiga ega - taxminan 1,14.
Ob'ektni kamroq soddalashtirilgan holga keltiring. Turli xil shakllarning turli xil tortish koeffitsientlari bilan bog'liq yana bir hodisa shundaki, kattaroq, kvadratikroq "sarg'ish" ga ega ob'ektlar odatda boshqa narsalarga qaraganda ko'proq tortishish hosil qiladi. Ushbu narsalar qo'pol, to'g'ri chiziqlardan iborat va odatda orqa tomonga toraymaydi. Boshqa tomondan, soddalashtirilgan narsalar ko'pincha yumaloqroq va baliq tanasi singari orqa tomonga nisbatan torayib boradi. - Masalan, o'rtacha oilaviy avtomashinaning bugungi kunda o'nlab yillar avvalgi turiga nisbatan ishlab chiqarilganligi. Ilgari, avtoulovlar ancha bloklangan va to'g'ri va to'rtburchaklar chiziqlarga ega bo'lgan. Bugungi kunda aksariyat oilaviy avtomashinalar ancha soddalashtirilgan va katta darajada yumshoq yaxlitlangan. Bu ataylab amalga oshiriladi - soddalashtirilgan shakl degani, mashina kamroq harakatlanishni boshdan kechiradi, bu esa dvigatelning mashinani harakatga keltirishdagi harakatini kamaytiradi (va gaz masofasini kamaytiradi).
Kamroq havo o'tkazadigan materialdan foydalaning. Ba'zi materiallar suyuqlik va gazlarning o'tishiga imkon beradi. Boshqacha qilib aytganda, suyuqlik o'tishi uchun teshiklar mavjud. Bu narsa suyuqlik itarayotgan narsaning yuzasi kichrayishini ta'minlaydi, shuning uchun qarshilik kam bo'ladi.Teshiklar mikroskopik bo'lsa ham, bu xususiyat amal qiladi - agar teshiklar suyuqlik / havodan o'tadigan darajada katta bo'lsa, qarshilik kamayadi. Shuning uchun ko'p miqdordagi havo qarshiligini hosil qilish va shu bilan birovning yoki biror narsaning yiqilish tezligini kamaytirish uchun mo'ljallangan parashyutlar paxta yoki kofe filtrlaridan emas, kuchli, engil ipak yoki neylondan yasalgan. - Ushbu xususiyatga amalda misol keltirish uchun, stol tennisi batida bir nechta teshik ochganda nima bo'lishini o'ylab ko'ring. Keyin belkurakni tezda harakatlantirish ancha osonlashadi. Teshiklar belkurakni silkitayotganda havo o'tishiga imkon beradi, bu esa qarshilikni sezilarli darajada kamaytiradi va belkurakning tezroq harakatlanishiga imkon beradi.
Ob'ektning tezligini oshiring. Va nihoyat, buyumning shakli yoki u qanday material o'tkazuvchanligidan qat'i nazar, tezroq harakatlanayotganda duch keladigan qarshilik har doim ortib boradi. Ob'ekt qanchalik tez harakat qilsa, shunchalik suyuq harakatlanishi kerak bo'ladi, bu esa qarshilikni oshiradi. Juda yuqori tezlikda harakatlanadigan narsalar yuqori qarshilik tufayli juda katta ishqalanishni boshdan kechirishi mumkin, shuning uchun bu ob'ektlar odatda u erda soddalashtiriladi yoki aks holda qarshilik kuchi tufayli ular qulab tushadi. - Sovuq urush davrida qurilgan eksperimental ayg'oqchi samolyot Lockheed SR-71 "Blackbird" ni ko'rib chiqing. Mach 3.2 dan yuqori tezlikda parvoz qila oladigan Blackbird, uning soddalashtirilgan dizayniga qaramay, ushbu yuqori tezlikda juda katta qarshilikka duch keldi - parvoz paytida havodan ishqalanish natijasida hosil bo'lgan issiqlik tufayli samolyotning metall fyuzelyaji kengayishiga olib keldi. .
Ogohlantirishlar
- Juda katta ishqalanish issiqlik shaklida juda ko'p energiya chiqarishi mumkin! Masalan, siz tormozni qattiq bosgandan so'ng darhol mashinangizning tormoz balatalariga tegishni xohlamaysiz!
- Suyuqlik orqali tortib chiqarilganda chiqarilgan katta kuchlar ushbu ob'ektga strukturaviy zarar etkazishi mumkin. Masalan, tezyurar qayiqda sayr qilayotganda ingichka kontrplakning tekis qismini suvga yopishtirib qo'ysangiz, uning parchalanib ketishi ehtimoli katta.
