Harakati zozote za asili na teknolojia, zinazohusisha uwepo wa mgusano wa kimwili kati ya miili dhabiti, huambatana na msuguano. Katika makala haya, tutatoa mifano ya nguvu ya msuguano na kuonyesha ni katika hali gani ina jukumu muhimu, na ambayo haifai.
Ni aina gani za msuguano kati ya yabisi
Katika makala haya, tutazingatia mifano pekee ya nguvu za msuguano zinazofanya kazi kati ya vitu vilivyo na mgusano wa kimwili.
Moja ya aina muhimu za msuguano ni msuguano tuli. Kulingana na jina yenyewe, inaweza kuzingatiwa kuwa inajidhihirisha wakati mwili mmoja unakaa juu ya uso wa mwingine. Kila mtu anajua kwamba ili kuhamisha kitu kizito kutoka mahali pake, ni muhimu kutumia nguvu fulani ya nje iliyoelekezwa kwenye uso wa kuwasiliana wa kitu hiki na uso ambao umesimama. Nguvu hii inakabiliwa na nguvu ya msuguano tuli. Inafanya kazi kati ya nyuso za mawasiliano ya miili. Msuguano wa kupumzika hutokea kutokana na kuwepo kwa ukali kwenye nyuso za kugusa, bila kujali jinsi ganihazikuwa laini.
Aina ya pili ya msuguano tutakayoangalia ni msuguano wa kuteleza. Pia hutokea kutokana na ukali uliotajwa, wakati miili inapoanza kuhamia jamaa kwa kila mmoja kwa kupiga sliding. Mwelekeo na hatua ya utumiaji wa nguvu ya msuguano wa kuteleza ni sawa na kwa msuguano tuli. Tofauti pekee kati ya nguvu hizi ni kwamba nguvu ya kuteleza daima ni ndogo kuliko ile ya kupumzika.
Aina ya tatu ya msuguano, ambayo haina jukumu dogo katika teknolojia kuliko mbili za kwanza, ni msuguano unaoendelea. Kama jina lake linavyosema, inaonekana wakati mwili mmoja unapozunguka kwenye uso wa mwingine. Sababu ya msuguano wa rolling iko katika hysteresis ya deformation, ambayo inaongoza kwa "kutawanya" kwa nishati ya kinetic ya mwili unaozunguka. Katika baadhi ya matukio ya vitendo, nguvu hii ya msuguano ni mara 10-100 au zaidi chini ya aina za awali za msuguano zilizozingatiwa.
Aina zote za nguvu za msuguano zinawiana moja kwa moja na nguvu ya mwitikio ya usaidizi ambayo nguvu za pili hutenda kazi kwenye mwili husika.
Madhara na manufaa ya nguvu tuli ya msuguano: mifano
Kati ya aina zote zilizotajwa za msuguano, pengine, msuguano tuli ndio "usio na madhara". Ukweli ni kwamba katika mazoezi karibu daima ina jukumu muhimu. Hoja yake mbaya tu ni kwamba ni kubwa kuliko msuguano wa kuteleza. Ukweli wa mwisho unamaanisha kwamba kwa mwanzo wowote wa harakati ni muhimu kuomba jitihada kubwa. Kwa mfano, ili kuanza kuteleza kwenye theluji, kwanza unahitaji "kuirarua" kutoka kwenye uso wa theluji.
Kuna mifano mingimatumizi ya nguvu tuli ya msuguano. Hebu tuorodheshe:
- Misumari na skrubu ambazo hushikilia kwa uthabiti sehemu mbili dhabiti za mbao, plastiki na chuma pamoja hufanya kazi yake kupitia utendakazi wa nguvu inayohusika.
- Kumtembeza mtu, kuendesha magari barabarani kunatokana na ukweli kwamba msuguano tuli ni mkubwa kuliko msuguano wa kuteleza. Vinginevyo, itakuwa vigumu kwetu kusonga, watu na magari yangeteleza katika sehemu moja.
- Miili yoyote inayokaa kwenye nyuso iliyoinama inatokana na kitendo cha msuguano tuli. Ikiwa mwisho haukuwepo, basi haingewezekana kuweka breki ya mkono kwenye gari kwenye mteremko au kitu chochote cha nyumbani kwenye meza ambayo ina mwelekeo mdogo wa upeo wa macho.
Msuguano wa kuteleza na faida zake
Tofauti na msuguano tuli, ambao kwa kiasi kikubwa huchukua jukumu chanya katika maisha ya binadamu, msuguano wa kuteleza kwa kawaida huwa ni nguvu hatari. Hata hivyo, mifano miwili ya nguvu muhimu ya msuguano wa kuteleza inaweza kutolewa:
- Kwa kuwa msuguano wa kuteleza husababisha joto la uso wa vitu (njia ya asili na rahisi zaidi ya kubadilisha nishati ya mitambo kuwa joto), athari hii inaweza kutumika kuongeza joto la miili. Kwa hivyo, katika nyakati za zamani, mababu zetu waliwasha moto kwa msuguano wa kuteleza.
- Dereva anapotaka kusimamisha gari, anabonyeza pedali ya breki. Katika hali hii, diski za breki huteleza ndani ya ukingo wa gurudumu na kupunguza kasi ya mzunguko wake.
Msuguano mbaya wa kuteleza
Mifano ya kitendo cha msuguano wa kuteleza ni mwendo wa kabati kwenye sakafu tunapotaka kulipanga upya kwenye chumba, kuteleza kwa skier na skater, kuteleza kwa magurudumu ya gari yanapozuiwa. au unapoendesha gari kwenye barabara inayoteleza, kuteleza kati ya sehemu za kusugua za mitambo ya mashine mbalimbali.
Katika hali hizi zote, msuguano wa kuteleza huwa na madhara. Mifano hii ya madhara ya msuguano wa sliding ni kutokana na ukweli kwamba inazuia harakati za mitambo na "kula" kiasi fulani cha nishati ya kinetic (skis, skates, sehemu za kusonga za mashine). Aidha, ubadilishaji wa nishati ya mitambo katika nishati ya joto husababisha inapokanzwa kwa sehemu za kusugua. Kuongezeka kwa joto lao husababisha mabadiliko katika muundo wa microscopic, ambayo inakiuka mali ya vifaa. Hatimaye, mifano iliyoorodheshwa ya nguvu ya msuguano wa kuteleza husababisha kuchakaa kwa nyuso za kusugua, kuonekana kwa vijiti visivyotakikana juu yake, na kukonda.
Msuguano unaoendelea na madhara na manufaa yake
Ikiwa tutazingatia katika mzizi swali la manufaa ya nguvu ya msuguano unaozunguka, inageuka kuwa haipo kabisa. Hakika, msuguano wa rolling daima huzuia mzunguko wa mitambo, husababisha kuvaa kwa sehemu za kazi na kwa joto lao lisilofaa. Walakini, jambo la kusonga linatumika sana katika uhandisi (fani, magurudumu ya gari). Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba nguvu ya msuguano wa rolling ni kidogo sana kuliko nguvu sawa ya sliding, ambayo inapunguza kiwango chake kwa amri za ukubwa.ushawishi mbaya.
Kuongeza na kupungua kwa nguvu za msuguano
Kama tulivyoona hapo juu katika mifano, nguvu za msuguano tuli na za kuteleza wakati mwingine ni muhimu na wakati mwingine hudhuru. Katika suala hili, ubinadamu kwa muda mrefu umekuwa ukitumia mbinu kubadilisha kiwango cha msuguano, katika mwelekeo wa kuongeza nguvu inayolingana, na kwa mwelekeo wa kupungua kwake.
Mifano mizuri ya jinsi ya kuongeza nguvu ya msuguano ni kunyunyiza mchanga na chumvi kwenye barafu kwenye barabara. Kama matokeo ya vitendo hivi, kuna ongezeko la ukali wa uso wa barafu na, kwa sababu hiyo, kuongezeka kwa nguvu za msuguano tuli na wa kuteleza.
Njia nyingine ya kuongeza nguvu zinazohusika ni kutumia nyuso maalum. Mfano wa kuvutia ni uso wa tairi la gari wakati wa baridi, ambalo lina sifa ya kukanyaga kwa kina na uwepo wa miiba ya chuma.
Wakati wa kuteleza kwenye theluji, na pia wakati wa kuzunguka kwa fani za mifumo mbalimbali, msuguano una jukumu hasi. Ili kuipunguza, vilainishi maalum hutumiwa, kwa kawaida kulingana na mafuta (nta, lithol).
