روزنوشت‌های خورشیدوش » » اصطکاک، خوب یا بد؟

اصطکاک، خوب یا بد؟

به نظرتون اصطکاک (به تعبیری: مقاومت در برابر حرکت جسم توسط محیط یا جسم دیگر) خوبه یا بده؟
اصطکاک بیشتر مشکلی برای بیشتر سرعت گرفتن وسیله‌های متحرک مانند خودرو، توپ فوتبال، و … است. از سوی دیگه هر چیزی که روی زمین می‌کشید یا هل می‌دهید هم به دلیل وجود اصطکاک انرژی بیشتری از شما می‌گیره. به همین دلیله که خیلی وقتا آرزو می‌کنید که ای کاش اصطکاک نبود.
فرض می‌کنیم که این آرزوی شما براورده شده و شما می‌خواهید دوان‌دوان این خبر خوش رو به دوستتون برسونید:
صحنه‌ی اول:
از جاتون که پا شدید اولین گام رو که برمی‌دارید فورا به زمین می‌خورید.
صحنه‌ی دوم:
از من می‌پرسید که در این شرایط چه‌کار کنم. منم خودرو با موتور جت رو به شما پیشنهاد می‌کنم (البته خودروی جتی که هر چهار طرفش موتور داشته باشه و موتورهاش هم توانایی تغییر زاویه داشته باشند). سوار بر خودروی جت به سوی خونه‌ی دوستتون در حرکت هستید که ناگهان باران شروع به باریدن می‌کند.
صحنه‌ی سوم:
پزشکی قانونی علت مرگ شما رو سوراخ شدن جمجمه و به تبع اون مغزتون توسط قطره‌های باران تشخیص می‌دهد.
صحنه‌ی چهارم:
هنگامی که دارند شما رو توی اتاقک‌های باریک سردخونه می‌ذارند از خواب می‌پرید.

با توضیح هر یک از این چهار صحنه پی به ارزش اصطکاک خواهید برد:

توضیح صحنه‌ی اول:
این اتفاق دقیقا همون اتفاقی‌یه که هنگام راه رفتن روی یخ رخ می‌ده. اونجا هم اصطکاک وجود نداره. درواقع نیروی واکنش ناشی از اصطکاک زمین در خلاف جهتی که شما با پایتان به  زمین وارد می‌کنید موجب حرکتتان است که در نبود اصطکاک درایه‌ی افقی نیروی پای شما موجب سر خوردنتان می‌شود.
توضیح صحنه‌ی دوم:
موتور جت هم از قانون سوم نیوتون (هر کنشی را واکنشی است برابر با آن و در خلاف جهتش) استفاده می‌کنه، با این تفاوت که در اینجا با برجای گذاشتن مقداری جرم یا انرژی به سمت جلو حرکت می‌کنه.
توضیح صحنه‌ی سوم:
این نیروی مقاومت هواست که مانع از بی‌نهایت شدن سرعت قطره‌ی باران بر اثر نیروی گرانش زمین می‌شه. معادله‌ی سرعت قطره‌ی باران بدون در نظر گرفتن نیروی مقاومت (یعنی تنها در اثر شتاب گرانش g) چنین است:

V=gt+Vo

با توجه به فاصله‌ی ابر از زمین t مقدار بزرگی خواهد داشت و از این روی V (سرعت ذره پس از t ثانیه) بزرگ خواهد شد. شاید چندین برابر سرعت گلوله‌ی تفنگ. جریان از این قرار  است که نیروی مقاومت اعمالی (اصطکاک) هوا بر ذره با افزایش سرعت قطره‌ی باران افزایش می‌یابد. این افزایش نیروی مقاومت تا آنجا که برابر با نیروی گرانش زمین شود ادامه یافته و چون در این لحظه برایند نیروها صفر می‌شود سرعت بیشتر نمی‌شود (شتاب برایند صفر است) در نتیجه از این پس نیروی مقاومت ثابت و برابر با mg می‌شود که در آن m جرم قطره است.

جالبه که بدونید این اتفاق در ۰٫۰۳۴ ثانیه رخ می‌دهد و سرعت نهایی قطره‌های باران تنها به حدود ۰٫۳۳ متر بر ثانیه (کمابیش ۱٫۱۹ کیلومتر بر ساعت) می‌رسد.

توضیح صحنه‌ی چهارم هم بر عهده‌ی روانشناس‌هاست که چرا آدم پس از چنین کابوسی از خواب می‌پره!

مواظب آرزو کردن‌هاتون باشید، خیلی از اونا به ضررتون تموم می‌شند. تصمیم رو بر عهده‌ی خدا بذارید که کدومشون رو براتون براورده کنه.

این نوشته در تاریخ سه شنبه, آبان ۵م, ۱۳۸۸ ساعت ۱۱:۳۲ ق.ظ در دسته فیزیک پست شده است. شما میتوانید از طریق RSS نظرات دیگران را پیگیری کنید RSS 2.0. شما می توانید دیدگاهتان را بنویسید, یا از سایت خودتان بازتاب بفرستید.


دیدگاهتان را بنویسید