Շփումը այն ուժն է, որը հակադրում է օբյեկտի շարժմանը: Շարժվող առարկան կանգնեցնելու համար ուժը պետք է գործի շարժման ուղղությամբ հակառակ ուղղությամբ: Օրինակ, եթե դուք հրում եք հատակին ընկած գնդակը, այն կշարժվի: Հրելու ուժը այն տեղափոխում է մեկ այլ տեղ։ Գնդակը աստիճանաբար դանդաղում է և դադարում է շարժվել: Այն ուժը, որը հակադրվում է օբյեկտի շարժմանը, կոչվում է շփում: Բնության մեջ և տեխնիկայի մեջ կան այս ուժի կիրառման հսկայական թվով օրինակներ։
շփման տեսակները
Կան շփման տարբեր տեսակներ.
Սառույցի վրայով շարժվող չմուշկների սայրը սայթաքման օրինակ է: Երբ չմուշկավարը շարժվում է սահադաշտի շուրջը, չմուշկների հատակը դիպչում է հատակին: Շփման աղբյուրը շեղբի մակերեսի և սառույցի շփումն է: Որոշում է օբյեկտի քաշը և մակերեսի տեսակը, որի վրա շարժվում էերկու առարկաների միջև սայթաքման (շփման) քանակը. Ծանր առարկան ավելի մեծ ճնշում է գործադրում մակերեսի վրա, որի վրայով սահում է, ուստի ավելի շատ սահող շփում կլինի: Քանի որ շփումը պայմանավորված է առարկաների մակերևույթների միջև գրավիչ ուժերով, շփման քանակությունը կախված է երկու փոխազդող առարկաների նյութերից: Փորձեք չմուշկներով սահել հարթ լճի վրա, և դա շատ ավելի հեշտ կլինի, քան չմուշկներով սահելը կոպիճ ճանապարհով:
- Հանգիստ շփում (համախմբում) - ուժ, որն առաջանում է 2 շփվող մարմինների միջև և կանխում շարժումների առաջացումը։ Օրինակ՝ պահարանը տեղափոխելու, մեխը մուրճով խփելու կամ կոշիկների կապոցները կապելու համար պետք է հաղթահարել կպչման ուժը։ Շփման բազմաթիվ նմանատիպ օրինակներ կան բնության և տեխնիկայի մեջ:
- Երբ դուք հեծանիվ եք քշում, անիվի և ճանապարհի շփումը պտտվող շփման օրինակ է: Երբ առարկան գլորվում է մակերևույթի վրա, պտտվող շփումը հաղթահարելու համար պահանջվող ուժը շատ ավելի քիչ է, քան սահումը հաղթահարելու համար պահանջվող ուժը։
Կինետիկ շփում
Երբ գիրքը հրում էիր սեղանին և այն շարժվում էր որոշակի հեռավորության վրա, այն զգաց շարժվող առարկաների շփումը: Այս ուժը հայտնի է որպես կինետիկ շփման ուժ։ Այն գործում է մյուսի մի մակերևույթի վրա, երբ երկու մակերեսները քսվում են միմյանց դեմ, քանի որ մեկ կամ երկու մակերեսները շարժվում են: Եթե դուք լրացուցիչ գրքեր դնեք առաջին գրքի վերևում՝ նորմալ ուժը մեծացնելու համար, ապա շփման կինետիկ ուժը կլինի.աճ.
Կա հետևյալ բանաձևը. Ffriction=ՄFn:Կինետիկ շփման ուժը հավասար է կինետիկ շփման գործակցի և նորմալ ուժի արտադրյալին: Այս երկու ուժերի միջև գծային հարաբերություն կա։ Կինետիկ շփման գործակիցը կապում է շփման ուժը նորմալ ուժի հետ: Քանի որ այն ուժ է, դրա չափման միավորը Նյուտոնն է։
Ստատիկ շփում
Պատկերացրեք, որ փորձում եք բազմոցը հատակով հրել: Մի փոքր ուժով սեղմում ես, բայց այն չի շարժվում։ Ստատիկ շփման ուժը գործում է ի պատասխան ուժի, փորձելով առաջացնել անշարժ օբյեկտի շարժում: Եթե օբյեկտի վրա նման ուժ չկա, ապա ստատիկ շփման ուժը զրո է: Եթե կա ուժ, որը փորձում է շարժում առաջացնել, ապա երկրորդը կմեծանա իր առավելագույն արժեքին, մինչև այն չհաղթահարվի, և շարժումը կսկսվի:
Այս դիտման բանաձևը՝ Ffriction=ՄsFn: Ստատիկ շփման ուժը փոքր է կամ հավասար է ստատիկ շփման գործակցի Μ (s) և նորմալ ուժի F (n) արտադրյալին: Բազմոցի օրինակում առավելագույն ստատիկ շփման ուժը հավասարակշռում է այն մարդու ուժը, որը հրում է այն, մինչև բազմոցը սկսի շարժվել:
Շփման գործակիցների չափում
Ի՞նչն է որոշում շփման ուժը: Բնության և տեխնիկայի մեջ որոշակի դեր են խաղում այն նյութերը, որոնցից պատրաստված են մակերեսները: Օրինակ, պատկերացրեք, թե ինչպես եք փորձում բասկետբոլ խաղալ՝ սպորտային կոշիկների փոխարեն գուլպա հագնելով: Դա կարող էզգալիորեն վատթարացնում է ձեր հաղթելու հնարավորությունները: Կոշիկը օգնում է ապահովել ուժը, որն անհրաժեշտ է մակերեսի վրա վազելիս արգելակելու և ուղղությունները արագ փոխելու համար: Ձեր կոշիկների և բասկետբոլի դաշտի միջև ավելի շատ շփում կա, քան գուլպաների և փայլեցված փայտյա հատակի միջև:
Տարբեր գործակիցներ ցույց են տալիս, թե որքան հեշտությամբ մի առարկա կարող է սահել մյուսի վրայով: Նրանց ճշգրիտ չափումները բավականին զգայուն են մակերեսային պայմանների նկատմամբ և որոշվում են փորձարարական եղանակով: Թաց մակերեսները շատ տարբեր են վարվում, քան չոր մակերեսները։
Ֆիզիկա. շփման ուժը բնության և տեխնիկայի մեջ
Դուք անընդհատ շփման մեջ եք, և պետք է ուրախ լինեք, որ դա հնարավոր է: Հենց այդ ուժն է օգնում անշարժ առարկաները տեղում պահել, իսկ քայլելիս մարդը չի ընկնում։ Ի՞նչ է շփումը: Բնության և տեխնիկայի մեջ օրինակներ կարելի է գտնել ամեն քայլափոխի: Դուք կարող եք դա չհասկանալ, բայց դուք արդեն շատ ծանոթ եք այս ուժին: Այն տեղի է ունենում շարժման հակառակ ուղղությամբ, և դրա պատճառով այն ուժ է, որն ազդում է առարկաների շարժման վրա:
Երբ տուփը տեղափոխում եք հատակով, շփումը գործում է տուփի դեմ տուփի հակառակ ուղղությամբ: Երբ դուք քայլում եք լեռից իջնելիս, շփումը գործում է ձեր ներքև շարժման դեմ: Երբ դուք արգելակում եք մեքենայի մեջ և շարունակում եք շարժվել մի որոշ ժամանակ, շփումը գործում է ձեր սահելու ուղղությամբ, ինչը օգնում է ի վերջո ամբողջովին դադարեցնել սայթաքումը:
Երբ երկու առարկաներ «քսվում են» միմյանց, ուժերը սահմանվում ենգրավչություն առարկաների մոլեկուլների միջև՝ առաջացնելով շփում։ Բնության և տեխնիկայի մեջ այն կարող է առաջանալ նյութի գրեթե ցանկացած փուլերի միջև՝ պինդ, հեղուկ և գազ: Շփումը տեղի է ունենում երկու առարկաների, օրինակ՝ տուփի և հատակի միջև, բայց կարող է առաջանալ նաև ձկների և ջրի, որտեղ նրանք լողում են, և օդում ընկնող առարկաների միջև: Օդի պատճառով շփումը հատուկ անուն ունի՝ օդի դիմադրություն։
Շփման դերը բնության, տեխնիկայի, կյանքի մեջ
Շփումը մարդկային փորձի անբաժանելի մասն է: Քայլելու, կանգնելու, աշխատելու և վարելու համար ձգողականություն է պետք: Միևնույն ժամանակ, մեզ էներգիա է անհրաժեշտ շարժման դիմադրությունը հաղթահարելու համար, ուստի չափազանց մեծ շփումը աշխատանք կատարելու համար պահանջում է ավելորդ էներգիա, ինչը հանգեցնում է անարդյունավետության: 21-րդ դարում մարդկությունը բախվում է էներգիայի պակասի և հանածո վառելիքի այրման հետևանքով առաջացած գլոբալ տաքացման զույգ մարտահրավերներին: Այսպիսով, շփումը կառավարելու ունակությունը դարձել է ժամանակակից աշխարհում առաջնահերթություն: Այնուամենայնիվ, շատերը դեռևս չեն հասկանում շփման հիմնական բնույթը:
Շփումը բնության և տեխնիկայի (ֆիզիկայի) մեջ միշտ եղել է հետաքրքրության առարկա: Այս ուժի ծագման ինտենսիվ ուսումնասիրությունը սկսվել է 16-րդ դարում՝ Լեոնարդո դա Վինչիի պիոներական աշխատանքից հետո։ Այնուամենայնիվ, դրա էությունը հասկանալու առաջընթացը դանդաղ է եղել, ինչը խանգարում է ճշգրիտ չափման գործիքի բացակայությանը: Գիտնական Կուլոնի և մյուսների կողմից իրականացված հնարամիտ փորձերը կարևոր տեղեկություններ են տվել հասկանալու հիմքերը դնելու համար։ Սկսած 1800-ականների վերջից և սկզբից1900-ականներին ի հայտ եկան շոգեքարշերը, լոկոմոտիվները, իսկ հետո՝ ինքնաթիռները։ Բացի այդ, տիեզերական հետազոտությունը պահանջում է շփման և այն կառավարելու կարողության հստակ պատկերացում:
Զգալի առաջընթաց է գրանցվել, թե ինչպես կիրառել շփումը բնության տեխնոլոգիայի մեջ, առօրյա կյանքում, փորձերի և սխալների միջոցով: 21-րդ դարի սկզբին նանո-տեխնոլոգիաների կիրառման շնորհիվ ի հայտ եկավ նանոմաշտաբի շփման նոր հարթություն։ Մարդկանց ըմբռնումը ատոմային և մոլեկուլային շփման մասին արագորեն ընդլայնվում է: Այսօր էներգաարդյունավետությունը և վերականգնվող էներգիայի արտադրությունը պահանջում են անհապաղ ուշադրություն, քանի որ գիտությունը ձգտում է նվազեցնել ածխածնի արտանետումները: Շփումը վերահսկելու կարողությունը կարևոր քայլ է դառնում կայուն տեխնոլոգիաների որոնման մեջ: Դա էներգաարդյունավետության ցուցանիշն է։ Եթե հնարավոր լինի նվազեցնել էներգիայի անհարկի կորուստները և բարձրացնել ներկայիս էներգաարդյունավետությունը, դա ժամանակ կտա այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ մշակելու համար։
Կյանքում շփման օրինակներ
Շփումը դիմադրողական ուժ է: Այն խոչընդոտում է մեկ այլ առարկայի շարժը՝ որոշակի ուժ կիրառելով։ Բայց որտեղի՞ց է գալիս այս ուժը: Նախ, արժե սկսել այն դիտարկել մոլեկուլային մակարդակից։ Շփումը, որը մենք տեսնում ենք առօրյա կյանքում, կարող է առաջանալ մակերեսի կոշտության պատճառով: Սա այն է, ինչ գիտնականները երկար ժամանակ կարծում էին, որ դրա տեսքի հիմնական պատճառն է։
Բնության և տեխնոլոգիայի մեջ շփման ամենապարզ օրինակները հետևյալն են.
- Քայլելիս շփումը ստիպում է, որազդում է միակի վրա, մեզ հնարավորություն է տալիս առաջ գնալ։
- Պատին հենված սանդուղքը հատակին չի ընկնում։
- Մարդիկ, ովքեր կապում են իրենց կոշիկի կապերը։
- Առանց շփման ուժի մեքենաները չէին կարողանա վարել ոչ միայն վերև, այլև հարթ ճանապարհով։
- Բնության մեջ այն օգնում է կենդանիներին մագլցել ծառերը:
Նման կետերը շատ են, կան նաև դեպքեր, երբ այդ ուժը, ընդհակառակը, կարող է խանգարել։ Օրինակ՝ շփումը նվազեցնելու համար ձկներին տրվում է հատուկ քսանյութ, որի շնորհիվ, ինչպես նաև մարմնի պարզ ձևի, նրանք կարող են սահուն շարժվել ջրում։
