A gördülés könnyebb, mint húzni
Az élet tapasztalatából mindannyian tudjuk, hogy ha egy objektumot el kell mozgatnia, akkor a kerekített forma jobb a tekeréshez, négyzet vagy téglalap alakú - húzni. Ennek egy példája a "hangyák" csapatnak szolgálhat, amely pontosan egy kis kőt csavart be, amire építeniük kell otthonukat. Hasonlóképpen, ha egy kerek fából készült ceruzát helyez az asztalra, és az oldalról nyomja, akkor nem csúszik, hanem dobja. Ez még az ókori egyiptomiak előtt is ismert volt, akik a piramisok építése során kerek fadarabokat költöztek velük, hogy nagy nehéz tömböket mozgassanak, és ténylegesen hengerelték őket. Próbáljuk kitalálni, miért könnyebb a tekerni, mint húzni.
Annak érdekében, hogy egy objektumot állandó sebességgel mozgasson, erővel egyenlő nagyságú erővel kell fellépnie a mozgás megakadályozására. Tekintsünk két tárgyat ugyanazon tömegre: egy fából készült gerendát és egy fadarabot, és számítsuk ki azokat az erőket, amelyeket mindegyikükre alkalmazni kell, hogy állandó sebességgel mozogjanak. Az első esetben négy erő hat a gerendelyen: gravitációs mg. normálnyomás N erő. F тр1 csúszó súrlódási erő és F 1 erő. amellyel tolta. Mivel a sáv állandó sebességgel mozog, az összes erõ összege nulla. Az Amonton-Coulomb törvény alkalmazásával meghatározzuk a csúszó súrlódási erő meghatározását:
ahol μ1 a súrlódási együttható.
A második esetben négy erő hat a logon: gravitációs mg. normálnyomás N erő. F rp2 súrlódási erő és F 2 erő. amellyel tolta. Mivel a napló állandó sebességgel mozog, az összes erők összege nulla. A gördülő súrlódási erő meghatározására szolgáló képlet segítségével:
,
ahol μ2 a gördülés súrlódási együtthatója, R a rúd sugara.
A tölgyfa anyagokból μ1 = 0,43 - 0,62 és μ2 = 0,0008m. akkor ha figyelembe vesszük a log R = 0,1 m sugarát, akkor kapjuk:
Így több, mint 50-szer könnyebb a hengerlésnél.
A javasolt módszerrel azt javasoljuk, hogy oldja meg a problémát:
Meg kell emelni egy 100 kg-os súlyú tölgyfa rönköt 1 m-es magasságig. Nehéz felemelni függőlegesen, de egy ferde síklapon lehet tekerni. Mennyi ideig kell a fedélzetet elvenni, így az ehhez alkalmazott erő 10-szer kevesebb, mint a napló súlya. A rönk sugara 10 cm-nek felel meg.