"Найголовніше - продовжувати задавати собі питання" Альберт Ейнштейн

П’ятниця, 26 лютого 2010 р

Чому леза використовують для катання на ковзанах?

чому

Багато людей вважають, що фігуристи використовують леза, оскільки, будучи дуже тонкими, вони зменшують тертя, завдяки чому можуть ковзати по льоду. Правда полягає в тому, що тертя, на яке страждають фігуристи, залежить лише від їх ваги та числа, що називається коефіцієнтом тертя, який залежить виключно від льоду та типу металу. З цієї причини не має значення, якщо вони заносяться на лезо або на металеву пластину, тертя буде однаковим.

Пояснення, яке зазвичай дається, базується на формулі Клаузіуса-Клапейрона. Згідно з цією формулою, температура, при якій тане лід, залежить від тиску, який він зазнає, тому чим більший тиск має лід, тим нижча температура його плавлення і швидше він тане. А як би збільшили тиск? Ну, зменшуючи площу, на яку діє наша вага. Таким чином, спираючись лише на тонке лезо ножа, тиск збільшується і лід тане. Коли він тане, ми ковзаємо по воді, а не по льоду, що набагато простіше. З цієї причини саме тому снігоступами користуються для прогулянки по снігу: навпаки, площа збільшується, щоб тиск був нижчим, і ми не опускалися в нього.

Ви можете провести невеликий експеримент вдома, щоб перевірити цей ефект. Візьміть шнурок, затягніть його і натисніть на кубик льоду на кілька секунд. Лід розтане від тиску. Потім залиште його на кубі, але без застосування сили. Тепер раніше утворена вода почне твердіти навколо нитки. Через кілька секунд нитка буде вставлена ​​в куб, і ви зможете підняти її, тримаючи за нитку. Я не знайшов точного відео, але залишаю вам таке, на якому видно цей ефект (ігноруйте остаточне пояснення).

Однак, залишаючись правдивим, Клейпейрона недостатньо, щоб виправдати злиття та ковзання. Якби ми зробили цифри, вийшло б, що, щоб лід розтанув під нами, нам довелося б важити більше 120 кг ! Насправді відбувається те, що лід тане від тертя (від тепла, що виділяється від тертя), а не від впливу тиску. Крім того, як я вже дізнався, для полегшення поворотів показано використання лопатей (так само, як використовуються роликові ковзани).