De ce patinele de gheata aluneca

Mergem pe site-ul magazinului online, la cerere, "vânzând patine de hochei" pentru a începe să joci sport pe gheață. Dar cati oameni stiu de ce patinele patineaza? O explicație comună a "alunecării pe gheață" este eronată. Lăsați un obiect, de exemplu un cal, să apăsați pe gheață. Și presiunea, după cum știți, scade temperatura de topire a gheții. Ca rezultat, sub creasta înghețului se formează un strat de boi, servind drept lubrifiant. Aceasta provoacă alunecări.

Acest raționament ar fi justificat, dacă nu pentru o singură circumstanță: sub presiunea patinei unui patinator de curse, gheața nu se poate topi. Profesorul B. V. Deryagin dă următoarele două motive.
1. La viteze normale, patinele sunt comprimate de patine doar pentru un moment. În acest moment, căldura necesară pentru topirea gheții în locurile în care se atinge creasta nu reușește să pătrundă în aceste locuri și să formeze un film de apă pe ele. Un astfel de film ar avea timp să apară numai în cazul unei imobilități sau a unei patine de viteză redusă. Prin urmare, apropo, rezultă că, odată cu creșterea vitezei, skate slip-ul ar trebui să scadă, ceea ce, de fapt, nu este respectat.
2. Studiile arată că microscopice obiecte plate, indiferent cât de bine lustruite acestea pot fi, nu sunt în întregime în contact pe toată suprafața, ci numai în mod individual, prin aplicarea lor unul cu altul; sub presiune asupra obiectelor, suprafața acestor zone, adică zona de contact, crește. Presiunea necesară pentru a reduce în mod corespunzător temperatura de topire a gheții sub creastă ar trebui să fie mare. Ar crește de multe ori zona de contact dintre gheață și creastă. Prin urmare, același factor a scăzut la presiune pe milimetru pătrat de gheață și stratul de apă între gheață și nu au putut fi formate patinelor. Mai mult decât atât, ar fi chiar mai rău: din cauza proprietăților patinei de gheață s-ar fi blocat în ea!
Profesorul Deryagin constată că adevărata cauză a chitanței de pe corpurile de gheata gasit inginerul sovietic K. B. Weinberg: căldura necesară pentru formarea unui strat de apă între gheață și patine, generate de frecare. Această căldură nu ia timp pentru a ajunge la punctele de contact cu patina de gheata, deoarece are loc la aceste puncte, și, prin urmare, acționează instantaneu. Prin urmare, pe măsură ce crește viteza crestei, alunecarea nu scade.
Dar întrebarea ar părea să alunece pe gheață pentru a fi mai bine atunci când temperatura mediului ambiant este peste zero, și mai rău, atunci când acesta se află mai jos. De fapt, în primul caz, între gheață și creasta formată mai multă apă decât acesta din urmă. Și se știe că mai mult lubrifiant, cu atât mai puțin frecare. În cazul inverse de alunecare patina observat, confirmând numărul de experimente și făcut Zakhavaeva N. B. în laboratorul profesorului W. Deryapsha: frecare între oțel și gheață, la o temperatură mai mare de cele de mai sus, în loc de sub zero! Ce sa întâmplat?
Răspunsul la această întrebare a fost dat comparativ recent unui alt om de știință sovietic, S. S. Butnevich, care a creat o teorie completă, complexă despre gheață. Pe scurt, problema se reduce la următoarele.
Structura gheții este cristalină; aranjarea moleculelor în ea este corectă și nu dezordonată. Un astfel de aranjament al acestora este conservat și într-un strat subțire de apă, care a apărut pe suprafața gheții sub creastă. De asemenea, contribuie, aparent, la o alunecare bună. În schimb, într-un strat mai gros de apă, care se formează la temperaturi ambiante peste zero, moleculele sunt în dezordine, ceea ce mărește frecarea. Figurativ, se poate imagina acest caz după cum urmează.
Aranjăm între două plăci dintr-un material un singur strat de role. Ce se întâmplă dacă trecerea una dintre plăcile paralele între ele și axele rolelor? Cilindrii, dacă sunt aranjați în ordine strictă, se vor roti și se vor roti; servind ca un lubrifiant, ele permit ca plăcile să alunece ușor unul față de celălalt.
Imaginați-vă acum între plăci mai multe straturi de role înfășurate aleatoriu. Imaginea se va dovedi destul de diferită: nu toate rolele, în ceea ce privește plăcile, se pot roti și se rostogolească, astfel încât alunecarea plăcilor va fi foarte dificilă.
Comparația noastră, desigur, este foarte simplistă - în realitate, "relația" dintre gheață și skate este mult mai complicată.
Se știe, de asemenea, că alunecarea se deteriorează nu numai la dezgheț, ci și la înghețuri mari. Chemat de faptul că, la temperaturi foarte scăzute formând un lubrifiant apos între patina de gheață și mai dificil pentru anumite limite și temperaturi mai joase încetează să apară. Se transformă patinajul uscat pe gheață, care este de 12-13 ori mai mare decât cel mai scăzut în condiții favorabile. Sang patinele au fost în acest caz, sunt încălzite și temperatura lor suficientă pentru a forma un film lichid pe gheață în timpul patinei să fie menținută în mod continuu, în orice mod, alunecare bun ar deveni din nou posibil.
În concluzie, vom înțelege de ce mă lama patina de cross-country este mai subțire decât de obicei. Esența problemei este că prima zonă a bazei este mai mică decât cea a celei din urmă. Astfel, presiunea pe milimetru pătrat de gheață, și, prin urmare, frecarea rulare pe gheață patina este mai mare decât media, care favorizează formarea unui strat de lubrifiere de apă. Desigur, este recomandabil să se reducă grosimea lamei de numai până la o anumită limită dorită: lama prea subțire și ascuțit doar taie dreptul la gheață și alunecare ar deveni imposibilă.