כיצד להגביר את החיכוך?

צור נקודת מגע "מחוספסת" או יותר. כששני חומרים מחליקים או מתחככים זה בזה, יכולים להתרחש שלושה דברים: פינות קטנות, חריצים ואי סדרים על המשטחים יכולים לתפוס זה את זה; אחד או שני המשטחים יכולים להתעוות בתגובה לתנועה; ולבסוף, האטומים בתוך כל משטח יכולים לתקשר זה עם זה. עבור בחינה מעשית, כל שלוש תופעות אלה לעשות את אותו הדבר: ליצור חיכוך. בחירת משטחים שוחקים (כמו נייר זכוכית), מעוותים בעת לחיצה עליהם (כמו גומי), או שיש להם אינטראקציות דבקות עם משטחים אחרים (כמו דבק דביק וכו ') היא דרך פשוטה להגברת החיכוך.

• ספרי לימוד הנדסיים ומשאבים דומים יכולים להיות כלים נהדרים בבחירת החומרים לשימוש לייצור חיכוך גבוה. ברוב חומרי הבנייה הסטנדרטיים נודעו "מקדמי חיכוך" - כלומר מדדי מידת החיכוך שהם מייצרים עם משטחים אחרים. מקדמי חיכוך הזזה לכמה חומרים נפוצים בלבד מפורטים להלן (מקדמים גבוהים יותר מצביעים על חיכוך גדול יותר):
• אלומיניום על אלומיניום: 0,34
• עץ על עץ: 0,129
• בטון יבש על גומי: 0,6-0,85
• בטון רטוב על גומי: 0,45-0,75
• קרח על קרח: 0,01

לחץ חזק יותר את שני המשטחים. עקרון בסיסי אחד של הפיזיקה הבסיסית הוא שהחיכוך שאובייקט חווה הוא פרופורציונאלי לכוחו הרגיל (לענייננו, זה בעצם הכוח שבאמצעותו הוא לוחץ אל האובייקט שאליו הוא גולש). המשמעות היא שניתן להגדיל את החיכוך בין שני משטחים אם המשטחים נלחצים זה בזה בעוצמה רבה יותר.

• אם השתמשת אי פעם במערכת בלמי דיסק (למשל ברכב או באופניים) שמעת על עקרון זה בפעולה. במקרה זה, לחיצה על הבלמים על מכונית דוחפת סט רפידות ייצור חיכוך לדיסקי מתכת המחוברים לגלגלים. ככל שהבלמים נלחצים חזק יותר, כך הרפידות נלחצות קשה יותר לדיסקים ונוצר חיכוך רב יותר. זה יכול לעצור את הרכב במהירות, אך יכול גם לשחרר המון חום ולכן מערכת בלמים בדרך כלל די חמה לאחר בלימה קשה. על אופניים רפידות הבלם נלחצות על מסגרת המתכת של הצמיג כדי למנוע את הסתובבותן.

עצור כל תנועה יחסית. כלומר, אם משטח אחד נמצא בתנועה ביחס לאחר, עצור אותו. עד עכשיו התמקדנו בחיכוך קינטי (או "הזזה") - החיכוך המתרחש בין שני עצמים או משטחים כשהם מתחככים זה בזה. למעשה, חיכוך זה שונה מחיכוך סטטי - החיכוך המתרחש כאשר אובייקט אחד מתחיל לנוע כנגד אחר. בעיקרו של דבר, החיכוך בין שני עצמים הוא הזכות הגדולה ביותר כאשר הם מתחילים לנוע זה נגד זה. ברגע שהם כבר בתנועה, החיכוך פוחת. זו אחת הסיבות לכך שקשה יותר להתחיל לדחוף חפץ כבד מאשר להמשיך להזיז אותו.

• נסה את הניסוי הפשוט הזה כדי לראות את ההבדל בין חיכוך סטטי לקינטי: הצב כיסא או רהיט אחר על רצפה חלקה בביתך (לא שטיח או שטיח). וודא כי ברהיטים אין "רפידות רגליים" מגן או כל סוג אחר של חומר בתחתית שעשוי להקל על החלקה על הרצפה. נסה לדחוף את הרהיטים פשוט קשה מספיק כך שהוא מתחיל לנוע. עליכם לשים לב שברגע שהריהוט מתחיל לזוז, הוא מיד הופך קל יותר לדחיפה. הסיבה לכך היא שהחיכוך הקינטי בין הרהיטים לרצפה הוא פחות מהחיכוך הסטטי.

הסר שימון בין שני המשטחים. חומרי סיכה כמו שמן, שומן, ג'לי נפט וכן הלאה יכולים להפחית מאוד את החיכוך בין שני עצמים או משטחים. הסיבה לכך היא שהחיכוך בין שני מוצקים בדרך כלל גבוה בהרבה מהחיכוך בין אותם מוצקים לנוזל שביניהם. כדי להגביר את החיכוך, נסה להסיר חומרי סיכה כלשהם מהמשוואה, תוך שימוש רק בחלקים "יבשים" ללא שימון כדי ליצור חיכוך.

• כדי לראות את הפוטנציאל המפחית את החיכוך של חומרי סיכה, נסה את הניסוי הפשוט הזה: שפשף את הידיים שלך כאילו הן קרות ותרצה לחמם אותן. אתה צריך מיד להבחין בהם מתחממים מחיכוך. לאחר מכן, שים כמות נכבדה של קרם בכפות הידיים ונסה את אותו הדבר. לא רק שיהיה קל יותר למרוח את הידיים זו בזו במהירות, אלא גם צריך להבחין בהרבה פחות חום.

הסר גלגלים או מיסבים ליצירת חיכוך הזזה. גלגלים, מיסבים וחפצים "מתגלגלים" אחרים חווים סוג מיוחד של חיכוך הנקרא חיכוך מתגלגל. חיכוך זה כמעט תמיד הרבה פחות מהחיכוך שנוצר פשוט על ידי החלקה של אובייקט שווה לאורך הקרקע. - זו הסיבה שחפצים אלה נוטים להתגלגל, ולא להחליק לאורך האדמה. כדי להגדיל את החיכוך במערכת מכנית, נסה להסיר גלגלים, מיסבים וכן הלאה, כך שחלקים מתחככים זה בזה ולא מתגלגלים זה בזה.

• לדוגמה, שקול את ההבדל בין משיכת משקל כבד לאורך האדמה בעגלה לעומת משיכת משקל דומה במזחלת. לעגלה יש גלגלים, כך שקל יותר למשוך מאשר מזחלת, הנגררת על הקרקע, ויוצרת חיכוך הזזה רב תוך כדי.

הגדל את צמיגות הנוזל. עצמים מוצקים אינם הדברים היחידים שיכולים ליצור חיכוך. נוזלים (נוזלים וגזים כמו מים ואוויר, בהתאמה) יכולים גם הם ליצור חיכוך. כמות החיכוך שנוצר נוזל בזמן שהוא עובר על מוצק תלויה בכמה גורמים. אחד הקלים ביותר לשליטה בהם הוא צמיגות הנוזל - כלומר מה שמכונה בדרך כלל "עוביו". בדרך כלל, נוזלים צמיגים מאוד (כאלה שהם "עבים", "דביקים" וכו ') מייצרים חיכוך רב יותר מאשר נוזלים שהם פחות צמיגים (כאלה שהם "חלקים" ו"נוזליים ").

• לדוגמה, שקול את ההבדל במאמץ שאתה עלול לחוות כשאתה נושף מים דרך קש לעומת נושף דבש באמצעות קש. מים, שאינם צמיגים במיוחד, קלים מאוד להישאב ולנשוף מקשית. לעומת זאת, דבש לא מעט יותר קשה לעבור דרך קש. הסיבה לכך היא שצמיגותו הגבוהה של הדבש מייצרת חיכוך התנגדותי רב כשהוא נאלץ דרך צינור צר כמו קש.