regały, szmaty i „mi”
pewnego dnia przyjechałem do mojej pani, wchodzę na pokoje i co widzę? wszystkie regały poprzestawiane. ten co stał przy drzwiach stoi przy oknie, ten co był po lewej stoi po prawej... rewolucja. stoję, patrzę i zaczynam podejrzewać. to, że rewolucja – ok. w końcu nie moje regały. to, że poprzestawiane – ok. inaczej nie byłoby rewolucji. ale.... przecież te regały WAŻĄ. a to moje stworzonko, wprawdzie miłe w dotyku i w ogóle, ale akurat silne raczej nie jest. ciężkie też nie.
- czy ktoś ci pomagał?
- nie.
- no to jak te meble poprzesuwałaś?
- kobiecym sposobem.
- znaczy: uwiodłaś sąsiada?
- nie. kobiecym sposobem.
- ???
jako ciężko doświadczony samiec już wiem, że „kobiecy sposób” polega na podłożeniu pod meble szmat. mebel na szmatach nie oprze się żadnej gospodyni.
a teraz po kolei: po co te szmaty? żeby łatwiej przesuwać meble. to znaczy? żeby przesunięcie regału wymagało mniejszej siły. a co mają wspólnego szmaty z siłą potrzebną do przesunięcia mebla? ano mają. współczynnik tarcia. siła potrzebna do przesunięcia regału zależy bezpośrednio i wprost proporcjonalnie od tego współczynnika. im mniejszy współczynnik tarcia tym mniejsza siła potrzebna do suwania. a że współczynnik tarcia szmaty po podłodze jest zazwyczaj znacznie mniejszy niż współczynnik tarcia drewna (mebla) po podłodze, to na szmatach łatwiej przesuwać. od czego jeszcze zależy siła potrzebna do suwania? od ciężaru mebla. chodzi o taką zależność:
siła potrzebna do przesunięcia = ciężar mebla * współczynnik tarcia
współczynnik tarcia zazwyczaj nazywany jest greckim „mi”. jego wielkość zależy od stanu powierzchni (chropowata, nie chropowata), od materiałów, które o siebie trą i od rodzaju tarcia. tak jest. są różne rodzaje tarcia: tarcie toczne (jedno ciało toczy się po drugim), tarcie statyczne (jedno ciało spoczywa na drugim), tarcie kinetyczne (jedno ciało ślizga się po drugim). głównym powodem, dla którego rozróżnia się rodzaje tarcia jest fakt, że dla tych samych materiałów współczynnik tarcia (a więc i siła potrzebna do suwania) zmienia się w zależności od rodzaju tarcia. dla przykładu:
stal – stal; wspł. statyczny: 0.15 wspł. kinetyczny: 0.1
drewno - drewno; wspł statyczny: 0.60 wspł. kinetyczny 0.25
skoro już wiemy, że są współczynniki i różne rodzaje tarcia, wróćmy do mebla. dzielna gospodyni podchodzi do szafy i zaczyna ją pchać (rysunek niżej), czyli działać na mebel siłą. najpierw małą, potem coraz większą. co na to mebel? pcha gospodynię. siłą taką samą, ale skierowaną w drugą stronę. zgodnie z zasadami Newtona. skąd szafa bierze tą siłę? z tarcia i ze swojego ciężaru (zgodnie z tym co wyżej napisane). siła szafy, to ta czerwona strzałka na rysunku. no więc gospodyni pcha coraz mocniej, a szafa – też pcha coraz mocniej. i tak w nieskończoność? nie. tak będzie do momentu, aż siła gospodyni przekroczy wartość ciężar szafy * statyczny wspł. tarcia. jeśli gospodyni pchnie mocniej niż ta wartość, to szafa zacznie się przesuwać. jednocześnie tarcie między szmatami a podłogą zamieni się z tarcia statycznego na tarcie kinetyczne i współczynnik tarcia spadnie. a to oznacza, że siła potrzebna do pchania szafy też spadnie i już bez większych kłopotów mebel zaczyna sunąć w stronę nowej lokalizacji.
- dyf5.gif (10.75 KiB) Przejrzano 16396 razy
powtórzę jeszcze raz: na nacisk gospodyni szafa odpowiada siłą taką samą co do wartości ale skierowaną przeciwnie. zgodnie z Newtonem. dopóki naciski nie przekraczają wartości siły granicznej równej ciężar * mi – szafa stoi. po przekroczeniu tej siły granicznej szafa rusza, wspł. tarcia spada, bo tarcie się zmienia a to znaczy, że zarówno siła potrzebna do przesuwania szafy jak i siła T spadają. na wykresie wygląda to tak:
- dyf6.gif (3.92 KiB) Przejrzano 15618 razy
dla gospodyni wygląda to tak, że najpierw musi się zaprzeć, zadziałać dużą siłą, ale w pewnym momencie szafa startuje i wtedy:
- nasza gospodyni może przestać pchać tak mocno jak przed chwilą, czyli nie męczyć się
- nasza gospodyni może cały czas pchać jak przed chwilą. wtedy szafa zajmie nowe miejsce tempie ekspresowym.
koło
a teraz się wytłumaczę po co te wywody ze szmatami w tle. po prostu dlatego, że koło samochodu można przyrównać do ww. szafy. toczące się koło to odpowiednik stojącej szafy. w sensie: szafy, do której przyłożona jest zbyt mała siła, żeby ją przesuwać. utrata przyczepności, to odpowiednik sunącej szafy. gospodyni przyłożyła siłę większą niż siła krytyczna i mebel się ślizga. w przypadku ruchu obrotowego nie mówimy o siłach tylko o momentach siły, ale poza tym analogia jest pełna. czyli: dopóki na koło działa moment mniejszy niż moment krytyczny – koło toczy się bez poślizgu. po przekroczeniu wartości momentu krytycznego koło zaczyna się ślizgać a moment potrzebny do obracania koła gwałtownie maleje (bo tarcie zamienia się z tocznego (z dużym współczynnikiem) na tarcie ślizgowe (z małym współczynnikiem)). wartość momentu granicznego zależy – jakżeby inaczej – od siły nacisku samochodu na drogę i od współczynnika tarcia opona – droga. zupełnie jak przy szafie. porównajcie rysunek niżej z rysunkiem z szafą.
- dyf7.gif (7.33 KiB) Przejrzano 15706 razy
a teraz najważniejsze: silnik samochodu zachowuje się jak leniwa gospodyni z przykładu meblowego. generuje tylko tyle momentu, ile potrzeba na pokonanie oporów pracy. jeżeli samochód wisi w powietrzu, to opory pracy oznaczają tylko opory wewnętrzne układu przeniesienia napędu (bezwładność kół, tarcie, opór kół zębatych i takie tam). jeżeli koła stoją na ziemi, to opory pracy oznaczają wszystko powyżej oraz opór wywołany siłą tarcia. to, że w specyfikacji silnika napisane jest 100 Nm oznacza, że silnik MOŻE, jeśli BĘDZIE MUSIAŁ wygenerować moment 100 Nm. jeśli będzie musiał.
podsumowując:
1. przyczepność zależy od siły docisku do podłoża i współczynnika tarcia między oponą a podłożem. przyczepność zmniejsza się
– jeśli siła docisku zmaleje (wypadek M. Ziętarskiego)
– jeśli spada współczynnik tarcia (np. na lodzie)
2. dla każdego podłoża istnieje pewien moment graniczny, przy którym siła pochodząca od tego momentu osiągnie większą wartość niż max. dostępna siła tarcia. przekroczenie momentu granicznego powoduje utratę przyczepności (zmianę tarcia tocznego na ślizgowe) i koło zaczyna się ślizgać.
3. moment obrotowy na kole jest wprost proporcjonalny do siły tarcia. jeżeli siła tarcia maleje moment też maleje. jeśli rośnie – moment też rośnie (aż do osiągnięcia wartości max. dla silnika).
4. nie obciążony silnik nie generuje momentu. jeżeli nie ma oporów toczenia się koła – silnik nie przekazuje momentu na to koło
cdn...
aha, jeszcze jedno: wiadomo już po co w samochodach szybko jeżdżących spojlery? spojlery (te w F1 też) mają przede wszystkim wytworzyć dodatkową siłę dociskającą samochód do podłoża. a co za tym idzie - zwiększyć przyczepność. te prawdziwe spojlery, nie te co mają tylko wyglądać.
)
te dyfry i inne tam wsiadam jadę i jest super 
ja oczywiscie i tak nic z tego nie rozumiem ale wychwyciles to niesamowicie 
, mogłem coś pokręcić. tak więc czuwać, recenzenci.
chyba.