学校の物理法則に違反したとして告発された接着

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ビデオ: 【中3 理科 物理】 作用・反作用の法則 (16分) 2023, 2月
学校の物理法則に違反したとして告発された接着
学校の物理法則に違反したとして告発された接着
Anonim
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実験モデル:柔らかい半球が粗い表面(列の配列)を押します。

パリ南大学の物理学者は、2つの弾性体が一緒に圧迫されたときの異常な動作を説明する理論モデルを作成しました。新しいアプローチは、タイトな接触スポットのジャンプのような形成を説明し、それを表面の接着エネルギーと関連付けます。理論的な仕事は、たとえば自動車のタイヤの製造で求められている摩擦と接着の管理に直接関係しています。この研究は、The European Physial JournalEに掲載されました。

著者らは、2つの弾性表面の圧縮に関する実験を実施しました。滑らかな球と粗い平面であり、その役割は六角形の柱の配列によって果たされました。荷重の増加に伴い、表面が変形したため、接触するスポット(球が柱の上部にのみ接触したため「緩い」)が拡大しました。特定の荷重の下で、変形が非常に強いことが判明したため、球が柱の間の材料に接触し、「緊密な」接触が発生しました。

以前のすべてのモデルは、負荷の増加に伴ってタイトな接触スポットがスムーズに増加するはずであると予測していましたが、実験では、これはゼロから特定の半径まで急激に発生しました。この事実を説明するために、科学者たちは、2つの表面が密接に接触しているときの2つの表面間の接着を考慮した理論モデルを提案しました。

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タイトな接触スポットの突然の形成の前(左)と後(右)の球の実験と写真の概略図。

新しいアプローチの枠組みでは、追加の駆動力(接着)が発生し、接触面積が増加する傾向があります。次に、材料の弾性変形によって打ち消されます。したがって、ある時点で、両方の力が互いに補償し合い​​、スポットの成長が停止します。さらに、負荷が増加すると、スポットの半径はジャンプなしで継続的に増加します。

新しいモデルは、軟質材料の実験データをよく説明しています。その適用性の限界をテストするために、著者らはまた、変形が無視できる非常に剛性の高い柱を使用して実験を行いました。この場合、予想されるように、モデルは実験データを記述していませんでした。科学者たちは、硬い柱を突き刺そうとしている球の小さな変形をさらに考慮に入れて、この欠陥を取り除くことを計画しています。

このような作業の動機は、ほとんどの工業地域で発生する摩擦と接着の管理の問題でした。 「摩擦力は荷重に比例し、接触面積に依存しない」という学校法則は、実際の(粗い)表面の変形を考慮していないため、範囲が限られています。より高度なモデルは、この欠点を排除するように設計されています。

タラスモロティリン

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