Indhold

• Trin
• Metode 1 af 2: Gnidningslegemer Overflader
• Metode 2 af 2: Frontal modstand
• Tips

Har du nogensinde undret dig over, hvorfor dine hænder bliver varme, når du gnider dem mod hinanden, eller hvorfor du kan lave ild ved at gnide to stykker træ? Svaret er friktion! Når to kroppe bevæger sig i forhold til hinanden, vises en friktionskraft, der forhindrer en sådan bevægelse.Friktion kan bevirke, at der frigives energi i form af varme, varme hænder, slagende ild osv. Jo mere friktion, jo mere energi frigives, så ved at øge friktionen mellem bevægelige dele i et mekanisk system får du meget varme!

Trin

Metode 1 af 2: Gnidningslegemer Overflader

1. 1 Når to kroppe bevæger sig i forhold til hinanden, kan følgende tre processer forekomme: uregelmæssigheder på overfladen af ​​legemer forstyrrer bevægelsen af ​​legemer i forhold til hinanden; en eller begge overflader af legemerne kan deformeres som følge af en sådan bevægelse; atomer på hver overflade kan interagere med hinanden. Alle disse processer er involveret i forekomsten af ​​friktion. For at øge friktionen skal du derfor vælge legemer med en slibende overflade (f.eks. Sandpapir), en deformerbar overflade (f.eks. Gummi) eller en overflade, der har klæbende egenskaber (såsom klæbrig).
   • For mere information om valg af materialer til øget friktion, se selvstudier eller online -ressourcer. For almindelige materialer kan du finde deres friktionskoefficienter (en kvantitativ egenskab ved den kraft, der kræves for at glide eller flytte et materiale over overfladen af ​​et andet). Friktionskoefficienterne for nogle materialer er anført nedenfor (jo højere koefficienten er, desto større friktion):
   • Aluminium til aluminium: 0,34
   • Træ til træ: 0,129
   • Tør beton over gummi: 0,6-0,85
   • Våd beton på gummi: 0,45-0,75
   • Is på is: 0,01
2. 2 Tryk legemerne tættere på hinanden for at øge friktionen, da friktionskraften er proportional med den kraft, der virker på gnidningskroppen (kraften vendt vinkelret på legemernes bevægelsesretning i forhold til hinanden).
   • Tænk på skivebremser i en bil. Jo mere du trykker på bremsepedalen, jo mere bremseklodser presses mod fælgen, jo mere friktion bliver, og jo hurtigere stopper bilen. Men jo stærkere friktionen er, jo mere varme frigives, så når der bremses hårdt, bliver bremseklodserne meget varme.
3. 3 Hvis en krop er i bevægelse, skal du stoppe den. Hidtil har vi overvejet den glidende friktion, der opstår, når kroppe bevæger sig i forhold til hinanden. Glidende friktion er meget mindre end statisk friktion, det vil sige kraften, der skal overvindes for at sætte to kontaktlegemer i gang. Derfor er det sværere at flytte en tung genstand end at styre den, når den allerede bevæger sig.
   • Lav et simpelt eksperiment for at forstå forskellen mellem glidende friktion og statisk friktion. Placer din stol på et glat gulv (ikke tæppe). Sørg for, at der ikke er gummi eller andre puder på stolens ben for at forhindre glidning. Skub stolen for at flytte den. Du vil bemærke, at når stolen er i bevægelse, bliver det lettere for dig at skubbe den, fordi glidende friktion mellem stolen og gulvet er mindre end den hvilende friktion.
4. 4 Slip af med fedtet mellem de to overflader for at øge friktionen. Smøremidler (olier, vaselin osv.) Reducerer friktionskraften mellem gnidningslegemer betydeligt, fordi friktionskoefficienten mellem faste stoffer er meget højere end friktionskoefficienten mellem et fast stof og en væske.
   • Lav et simpelt eksperiment. Gnid tørre hænder sammen, og du vil bemærke, at deres temperatur er steget (de er varmere). Våd nu dine hænder og gnid dem igen. Nu er det ikke kun lettere for dig at gnide dine hænder sammen, men de opvarmes også mindre (eller langsommere).
5. 5 Slip af med lejer, hjul og andre rullende kroppe for at slippe af med rullende friktion og få glidende friktion, der er meget større end den første (derfor er det lettere at rulle en krop i forhold til en anden end at skubbe / trække den).
   • Forestil dig for eksempel, at du lægger kroppe af samme masse i en slæde og på en vogn med hjul. En vogn med hjul er meget lettere at flytte (rullende friktion) end en slæde (glidende friktion).
6. 6 Forøg væskens viskositet for at øge friktionskraften. Friktion opstår ikke kun ved flytning af faste stoffer, men også i væsker og gasser (henholdsvis vand og luft). Friktion mellem en væske og et fast stof afhænger af flere faktorer, for eksempel væskens viskositet - jo højere viskositet af væsken, jo større friktionskraft.
   • Forestil dig for eksempel, at du drikker vand og honning gennem et sugerør. Vand med lav viskositet vil let passere gennem et sugerør, men honning, som har en høj viskositet, vil næppe passere gennem et sugerør (da honningen gnider mere mod halmens vægge).

Metode 2 af 2: Frontal modstand

1. 1 Forøg din kropsoverflade. Som nævnt ovenfor opstår der også en friktionskraft, når faste stoffer bevæger sig i væsker og gasser. Den kraft, der forhindrer bevægelse af kroppe i væsker og gasser, kaldes frontal modstand (undertiden kaldes det luftmodstand eller vandmodstand). Frontal modstand er større med en stigning i kropsoverfladeareal, som er rettet vinkelret på kroppens bevægelsesretning gennem en væske eller gas.
   • Tag for eksempel en pille, der vejer 1 g, og et ark papir med samme vægt, og slip dem på samme tid. Kornet falder straks til gulvet, og arket vil langsomt synke ned. Her er trækprincippet bare synligt - papirets overfladeareal er meget større end pellets, så luftmodstanden er større, og papiret falder langsommere til gulvet.
2. 2 Brug en kropsform med en høj trækkoefficient. Ved arealet af kropsoverfladen rettet vinkelret på bevægelsen er det kun muligt at bedømme om frontal modstand. Legemer i forskellige former interagerer med væsker og gasser på forskellige måder (når kroppe bevæger sig gennem en gas eller væske). For eksempel har en rund flad plade mere træk end en rund kugleformet plade. Værdien, der kendetegner træk af kroppe i forskellige former, kaldes trækkoefficienten.
   • Overvej for eksempel en flyvinge. Formen på en flyvinge kaldes flyvepladen. Det er en slank, smal og afrundet form med en lav trækkoefficient (ca. 0,45). På den anden side kan du forestille dig, at en flyvinge er formet som et firkantet, rektangulært prisme. For sådanne vinger ville trækket være enormt (dette er sandt, da trækkoefficienten for et firkantet rektangulært prisme er 1,14).
3. 3 Brug mindre strømlinede kroppe. Som regel har store kubiklegemer stor træk. Sådanne kroppe har rektangulære hjørner og tilspidser ikke mod enden. På den anden side har strømlinede kroppe afrundede kanter og normalt tilspidset mod enden.
   • For eksempel, sammenligne en moderne bil og en bil fremstillet for flere årtier siden. Gamle biler var firkantede, mens moderne biler har mange glatte kurver. Derfor har moderne biler mindre træk og kræver en lavere motoreffekt (hvilket fører til brændstoføkonomi).
4. 4 Brug kroppe uden gennemgående huller. Ethvert gennemgående hul i kroppen reducerer træk ved at lade luft eller vand strømme gennem hullet (huller reducerer kropsoverfladearealet vinkelret på bevægelse). Jo større de gennemgående huller er, jo lavere træk. Det er derfor, faldskærme, der er designet til at skabe en masse træk (for at bremse faldets hastighed), er lavet af slidstærkt, let silke eller nylon, ikke gaze.
   • For eksempel kan du øge hastigheden på din ping-pong padle ved at bore flere huller i padlen (for at reducere padlens overfladeareal og reducere træk).
5. 5 Forøg kropshastigheden for at øge trækkraften (dette gælder for kroppe af enhver form og materiale). Jo højere hastigheden på et objekt er, desto større mængde væske eller gas skal det passere igennem og jo større træk. Kroppe, der bevæger sig ved meget høje hastigheder, oplever enormt træk, så de skal strømlines; ellers vil modstandskraften ødelægge dem.
   • Overvej for eksempel Lockheed SR-71, et eksperimentelt rekognoseringsfly bygget under den kolde krig. Dette fly kunne flyve med en høj hastighed på M = 3,2 og oplevede på trods af sin strømlinede form et enormt træk (så stort, at det metal, hvorfra flykroppen blev fremstillet, ekspanderede ved opvarmning på grund af friktion).

Tips

• Husk, at friktion frigiver meget energi i form af varme. For eksempel må du ikke røre ved bilens bremseklodser umiddelbart efter bremsning!
• Husk, at stærke modstandskræfter kan føre til ødelæggelse af et legeme, der bevæger sig i en væske. For eksempel, hvis du under en sejltur lægger et stykke krydsfiner i vandet (så overfladen er vinkelret på bådens bevægelse), vil krydsfiner sandsynligvis gå i stykker.