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• 단계로
• 2 가지 방법 중 1 : 거친 표면 만들기
• 2 가지 방법 중 2 : 액체 또는 기체의 저항 증가
• 경고

손을 빨리 문지르면 손이 뜨거워지는 이유 또는 두 개의 막대기를 문질러서 실제로 불을 낼 수있는 이유가 궁금한 적이 있습니까? 답은 마찰입니다! 두 표면이 서로 마찰되면 미세한 수준에서 서로의 움직임에 대응합니다. 이 저항은 열의 형태로 에너지를 생성하여 손을 따뜻하게하고 불을 피우는 등의 용도로 사용할 수 있습니다. 마찰이 클수록 더 많은 에너지가 방출되므로 움직이는 두 물체 사이의 마찰을 증가시키는 방법을 알고 있어야합니다. 기계 시스템의 부품은 기본적으로 많은 열을 생성 할 수있는 기회를 제공합니다!

단계로

2 가지 방법 중 1 : 거친 표면 만들기

1. 더 "거칠거나"끈적한 접점을 만듭니다. 두 재료가 서로 미끄러지거나 문지르면 세 가지 일이 발생할 수 있습니다. 표면의 작은 모서리, 균열 및 요철이 걸릴 수 있습니다. 움직임에 따라 한쪽 또는 양쪽 표면이 변형 될 수 있습니다. 결국 모든 표면의 원자는 서로 상호 작용을 시작할 수 있습니다. 실용적인 목적을 위해이 세 가지 모두 동일한 작업을 수행합니다. 마찰 생성. 연마 성 (사포 등), 변형 (고무 등) 또는 끈적임 (접착제 등) 표면을 골라내는 것은 마찰을 증가시키는 쉬운 방법입니다.
   • 기술 교과서 및 유사한 리소스는 마찰을 증가시키는 데 사용할 재료를 선택하는 데 큰 도움이 될 수 있습니다. 대부분의 표준 건축 자재에는 알려진 "마찰 계수"가 있습니다. 즉, 다른 표면과 함께 얼마나 많은 마찰이 발생하는지 측정합니다. 몇 가지 알려진 재료에 대한 마찰 계수 만 아래에 나열되어 있습니다 (값이 높을수록 마찰이 높음을 나타냄).
   • 알루미늄 위 알루미늄 : 0.34
   • 나무 위 : 0.129
   • 고무에 마른 콘크리트 : 0.6-0.85
   • 고무에 젖은 콘크리트 : 0.45-0.75
   • 얼음 위 : 0.01
2. 두 표면을 더 세게 밀어 넣습니다. 물리학의 기본 정의에 따르면 물체가 겪는 마찰은 수직력에 비례합니다 (우리의 목적을 위해이 힘은 물체가 다른 물체에 밀리는 것과 동일합니다). 이것은 표면이 더 많은 힘으로 함께 밀릴 경우 두 표면 사이의 마찰이 증가 할 수 있음을 의미합니다.
   • 브레이크 디스크 (예 : 자동차 또는 자전거)를 사용해 본 적이 있다면이 원리가 실제로 작동하는 것을 보셨을 것입니다. 이 경우 브레이크를 누르면 마찰 생성 블록 세트가 바퀴에 부착 된 금속 디스크에 밀립니다. 브레이크를 더 세게 누를수록 블록이 디스크에 더 세게 밀리고 마찰이 더 많이 발생합니다. 이를 통해 차량을 신속하게 정지 할 수있을뿐만 아니라 많은 열을 방출하기 때문에 브레이크 시스템이 심한 제동 후 매우 뜨거워지는 경우가 많습니다.
3. 상대적인 움직임을 중지하십시오. 즉, 한 표면이 다른 표면에 대해 상대적으로 이동하면 중지합니다. 지금까지 우리는 동적 (또는 "슬라이딩") 마찰-두 물체 또는 표면이 서로 마찰 할 때 발생하는 마찰. 실제로 이러한 형태의 마찰은 공전 마찰-물체가 다른 물체에 대해 움직이기 시작할 때 발생하는 마찰. 본질적으로 두 물체 사이의 마찰은 서로에 대해 움직이기 시작할 때 가장 큽니다. 일단 움직이면 마찰이 감소합니다. 이것은 무거운 물건을 보관하는 것보다 움직이는 것이 어려운 이유 중 하나입니다.
   • 정적 마찰과 동적 마찰의 차이를 관찰하려면 다음과 같은 간단한 실험을 시도해보십시오. 의자 나 기타 가구를 집의 매끄러운 바닥 (양탄자 나 카펫이 아님)에 놓습니다. 가구 바닥에 보호용 "스터드"나 바닥에 쉽게 미끄러질 수있는 다른 유형의 재료가 없는지 확인하십시오. 가구 사용해보기 다만 충분히 세게 밀어서 움직이기 시작합니다. 가구가 움직이기 시작하면 즉시 밀기가 훨씬 쉬워집니다. 이는 가구와 바닥 사이의 동적 마찰이 정적 마찰보다 작기 때문입니다.
4. 표면 사이에서 액체를 제거하십시오. 오일, 그리스, 바셀린 등과 같은 액체는 물체와 표면 사이의 마찰을 크게 줄일 수 있습니다. 이것은 두 고체 사이의 마찰이 일반적으로 고체와 액체 사이의 마찰보다 훨씬 높기 때문입니다. 마찰을 높이려면 "건조한"부품 만 마찰을 일으키고 가능한 모든 액체를 방정식에서 제거 할 수 있습니다.
   • 다음과 같은 간단한 실험을 통해 액체가 마찰을 줄일 수있는 정도에 대한 아이디어를 얻으십시오. 차갑고 따뜻하게하고 싶다면 손을 함께 문지르십시오. 문지르면서 따뜻해지는 것을 즉시 알 수 있어야합니다. 그런 다음 손바닥에 적당량의 로션을 바르고 다시 시도하십시오. 손을 빠르게 비비는 것이 더 쉬울뿐만 아니라 덜 뜨거워지는 것을 알 수 있습니다.
5. 바퀴 나 캐리어를 제거하여 슬라이딩 마찰을 만듭니다. 바퀴, 캐리어 및 기타 "구르는"물체는 롤링 마찰이라고하는 특수한 유형의 마찰을 경험합니다. 이 마찰은 거의 항상 같은 물체를지면 위로 밀어서 생성되는 마찰보다 적습니다. -이것이 이러한 물체가지면에서 미끄러지지 않고 굴러가는 이유입니다. 기계 시스템의 마찰을 높이기 위해 바퀴, 캐리어 등을 제거하여 부품이 구르지 않고 서로 미끄러지도록 할 수 있습니다.
   • 예를 들어, 캐리지에서지면 위로 무거운 중량을 당기는 것과 캐리지에서 동등한 중량을 당기는 것의 차이를 생각해보십시오. 왜건에는 바퀴가있어지면을 따라 끌면서 많은 슬라이딩 마찰을 발생시키는 캐리지보다 당기기가 더 쉽습니다.
6. 점도를 높이십시오. 단단한 물체 만이 마찰을 일으킬 수있는 것은 아닙니다. 액체 물질 (각각 물과 공기와 같은 액체 및 가스)도 마찰을 일으킬 수 있습니다. 액체가 고체를 통과 할 때 발생하는 마찰의 양은 여러 요인에 따라 달라집니다. 제어하기 가장 쉬운 방법 중 하나는 점도입니다.이를 일반적으로 "두께"라고합니다. 일반적으로 점도가 높은 액체 ( "두꺼움", "끈적"등)는 점성이 낮은 액체 ( "부드럽고" "액체")보다 더 많은 마찰을 유발합니다.
   • 예를 들어 빨대를 통해 물을 불어 넣는 것과 꿀을 빨대로 불어 넣을 때해야 할 노력의 차이를 생각해보십시오. 물은 그다지 점성이 없으며 빨대를 통해 쉽게 이동합니다. 꿀은 빨대로 날려 버리기가 훨씬 더 어렵습니다. 꿀의 점도가 높기 때문에 밀짚과 같은 좁은 튜브를 통해 날려 버릴 때 많은 저항과 마찰이 발생하기 때문입니다.

2 가지 방법 중 2 : 액체 또는 기체의 저항 증가

1. 액체의 점도를 높이십시오. 물체가 이동하는 매체는 전체적으로 물체에 대한 마찰력을 상쇄하려고 시도하는 물체에 힘을가합니다. 액체의 밀도가 높을수록 (따라서 점성이 높을수록) 주어진 힘의 영향으로 물체가 해당 액체를 통과하는 속도가 느려집니다. 예를 들어, 대리석은 물을 통하는 것보다 공기를 통해 더 빨리, 시럽을 통하는 것보다 물을 통해 더 빨리 떨어집니다.
   • 온도를 낮춤으로써 대부분의 액체의 점도를 높일 수 있습니다. 예를 들어, 대리석은 실온에서 시럽을 통과하는 것보다 차가운 시럽을 통과하는 속도가 느립니다.
2. 공기에 노출되는 면적을 늘리십시오. 위에서 언급했듯이 물과 공기와 같은 액체 물질은 고체를지나 흐를 때 마찰을 일으킬 수 있습니다. 액체 물질을 이동하는 동안 물체가받는 마찰력을 저항이라고합니다 (매체에 따라 "공기 저항", "내수성"등이라고도 함). 저항의 특성 중 하나는 물체가 단면이 더 큰 물체, 즉 유체를 통과 할 때 더 큰 프로파일을 가진 물체는 더 많은 저항을 경험합니다. 이것은 액체가 더 많은 표면을 밀어 내게하여 물체가 통과 할 때 마찰을 증가시킵니다.
   • 조약돌과 종이 한 장의 무게가 각각 1g이라고 가정합니다. 둘 다 동시에 떨어지게하면 조약돌은 똑바로 떨어지고 종이는 천천히 소용돌이 칠 것입니다. 여기에서 공기 저항이 작동하는 것을 볼 수 있습니다. 공기가 용지의 크고 넓은 표면을 밀어내어 저항을 생성하고 용지는 상대적으로 좁은 단면을 가진 조약돌보다 훨씬 더 천천히 아래로 떨어집니다.
3. 저항이 더 큰 모양을 선택하십시오. 물체의 단면이 좋지만 일반 실제로 저항 계산은 훨씬 더 복잡합니다. 서로 다른 모양은 통과하는 액체에서 다른 방식으로 작동합니다. 즉, 일부 모양 (예 : 평판)이 동일한 재질로 만들어진 다른 모양 (예 : 구)보다 더 저항력이 있음을 의미합니다. 공기 저항의 상대적인 크기에 대한 측정을 "항력 계수"라고도하기 때문에 공기 저항이 큰 형상은 항력 계수가 더 높다고합니다.
   • 예를 들어 비행기의 날개를 생각해보십시오. 비행기의 전형적인 날개 모양을 날개. 이 부드럽고 좁고 둥근 모양은 공기를 통해 쉽게 움직입니다. 항력 계수는 0.45로 매우 낮습니다. 반면에 날개는 날카로운 각도를 가지고 있거나 블록 모양이거나 프리즘처럼 보인다고 상상할 수 있습니다. 이 날개는 비행 중에 많은 저항을 생성하기 때문에 훨씬 더 많은 마찰을 생성합니다. 따라서 프리즘은 날개 프로파일보다 항력 계수가 더 큽니다 (약 1.14).
4. 개체를 덜 간결하게 만듭니다. 다양한 모양의 서로 다른 항력 계수와 관련된 또 다른 현상은 더 크고 정사각형 "페어링"이있는 객체가 일반적으로 다른 객체보다 더 많은 항력을 생성한다는 것입니다. 이 물체는 거친 직선으로 구성되며 일반적으로 뒤쪽으로 좁아지지 않습니다. 반면에 유선형 물체는 물고기의 몸처럼 종종 더 둥글고 뒤쪽으로 가늘어집니다.
   • 예를 들어, 오늘날의 일반 가족 용 자동차가 수십 년 전 같은 유형에 비해 디자인 된 방식입니다. 과거에는 자동차가 훨씬 더 뭉툭했고 훨씬 더 많은 직선과 직사각형이있었습니다. 오늘날 대부분의 가족 용 자동차는 훨씬 더 유선형이며 대체로 부드럽게 둥글게 처리됩니다. 이것은 의도적으로 수행됩니다. 유선형 모양은 자동차의 항력이 적어 자동차를 움직이기위한 엔진의 노력을 줄이고 연비를 줄이는 것을 의미합니다.
5. 더 적은 공기가 통과 할 수있는 재료를 사용하십시오. 일부 재료는 액체와 가스가 통과하도록합니다. 즉, 액체가 통과 할 수있는 구멍이 있습니다. 이렇게하면 액체가 밀리는 물체의 표면이 작아 지므로 저항이 줄어 듭니다.이 속성은 구멍이 미세한 경우에도 유효합니다. 구멍이 액체 / 공기를 통과 할 수있을만큼 충분히 크면 저항이 감소합니다. 그렇기 때문에 많은 공기 저항을 생성하여 누군가 또는 무언가의 낙하 속도를 줄 이도록 설계된 낙하산이면이나 커피 필터가 아닌 강하고 가벼운 실크 또는 나일론으로 만들어집니다.
   • 이 속성이 실제로 작동하는 예를 들어 보려면 몇 개의 구멍을 뚫을 때 탁구 방망이가 어떻게되는지 생각해보십시오. 그러면 패들을 빠르게 움직이는 것이 훨씬 쉬워집니다. 이 구멍은 패들을 휘두르는 동안 공기가 통과 할 수 있도록하여 저항을 크게 줄이고 패들이 더 빠르게 움직일 수있게합니다.
6. 물체의 속도를 높입니다. 마지막으로, 물체의 모양이나 재료의 투과성에 관계없이 더 빠르게 움직일수록 직면하는 저항은 항상 증가합니다. 물체가 빠르게 움직일수록 더 많은 액체를 움직여야하므로 저항이 증가합니다. 매우 빠른 속도로 움직이는 물체는 높은 저항으로 인해 매우 높은 마찰을 경험할 수 있으므로 이러한 물체는 일반적으로 거기에서 유선형이되거나 저항의 힘으로 인해 분리됩니다.
   • 냉전 기간 동안 만들어진 실험용 스파이 비행기 인 록히드 SR-71 "블랙 버드"를 생각해보십시오. 마하 3.2 이상의 속도로 비행 할 수있는 블랙 버드는 유선형 디자인에도 불구하고 이러한 고속에서 극심한 저항에 부딪 혔습니다. .

경고

• 매우 높은 마찰은 열의 형태로 많은 에너지를 방출 할 수 있습니다! 예를 들어, 브레이크를 세게 밟은 직후에 자동차의 브레이크 패드를 만지고 싶지는 않습니다!
• 유체를 통과 할 때 방출되는 큰 힘은 해당 물체에 구조적 손상을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 쾌속정을 항해하는 동안 얇은 합판 조각의 평평한면을 물에 붙이면 조각으로 찢어 질 가능성이 있습니다.