john_jack (john_jack) wrote,
john_jack
john_jack

Category:

Обнаружил в бороде седые волосы

Это многое объясняет!

Продолжая рубрику "ЖЖ Образовательный", расскажу вам сегодня про колесо.
Колесо не только величайшее изобретение человечества, но и по сути — рычаг. Как так? Трение качения меньше трения скольжения (и в идеальном случае вообще не трение), но чистое качение возможно лишь если катить бочку груз на катках, перенося их с заду под перёд. И в случае подшипников качения, но без них человечество в массе своей обходилось всю свою историю до середины двадцатого века и дальше. Колесо же надето на ось, и вращается на оси всё с тем же трением скольжения! (или вращается ось в подшипниках-буксах, здесь разницы нет) Причём сила трения (в простейшем школьном случае) зависит лишь от нагрузки, но не от площади опоры. И чтобы провернуть колесо на деревянной оси, нужна такая же сила, как и чтобы протащить заклиненное колесо по деревянной доске. Но когда колесо крутится, оно работает рычагом. Сила трения приходится на плечо в радиус оси, а повозку мы тянем с силой, приходящейся на плечо в радиус целого колеса! Ровно так же работает перемещение шкафов по полу такелажными ломами, но с колесом это немного удобнее
Дальше уже появляются прочие приятности вроде того что дорога обычно вымощена не ровными досками, ступицу колеса можно ещё и хорошо смазать, а ось взять твёрдой и гладкой. Но начало уже положено. С появлением колеса трение от перемещения грузов приходится на сильно меньшее расстояние, и (как стало важно сильно позднее) с сильно меньшей скоростью. И именно отсюда следуют такие очевидные закономерности что большое колесо катится легче, и менее очевидные что колесо на тонкой оси крутится легче. Вспомните часы и прочие приборы, где заострённые оси крутятся в выемках в камнях. При мизерном радиусе оси любое трение в ней приходится на громадный рычаг и потому почти пропадает. Только вот для нагрузок это работает в обратную сторону, потому в серьёзных механизмах приходится оси и подшипники делать толстыми, большой площади, и терпеть большое сопротивление повороту.
Это же объясняет и тот парадокс что модели двигателей из банок и скрепок работают как бы лучше, чем сделанные более-менее серьёзно. Тонкая проволочка в проколотом шилом отверстии в куске жести — ненадёжно. Но крутится она гораздо легче, чем ось пристойной толщины в нормальной втулке, именно потому что тонкая. А при нулевой мощности отсутствие сопротивления важнее, чем всё остальное.
Знайте же теперь. Если важно лёгкое вращение, делайте оси как можно тоньше, насколько позволяет прочность.
Tags: Вся надежда на комментаторов, Многабукав, Моторчики, Мудрость
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 13 comments