Ми заходимо на сайт інтернет-магазину за запитом "продам хокейні ковзани", щоб почати займатися спортом на льоду. Але чи багато хто знає чому ковзани ковзають? Загальнопоширене пояснення «слизькості льоду» помилково. Нехай будь-якої предмет, наприклад коник, тисне на лід. А тиск, як відомо, знижує температуру танення льоду. Внаслідок цього під коником на морозі утворюється прошарок воли, що служить мастилом. Вона і викликає ковзання.
Це міркування було б справедливим, якби не одна обставина: під тиском коника мчить ковзанярі лід танути не може. Професор Б. В. Дерягин наводить такі дві причини.
1. При звичайних швидкостях ковзанярів лід стискається ковзанами лише на мить. За цю мить тепло, необхідне для плавлення льоду в місцях його зіткнення з коником, не встигає проникнути в ці місця і утворити на них водяну плівку. Подібна плівка встигла б виникнути тільки в разі нерухомості або малій швидкості коника. Звідси, до речі сказати, випливає, що з ростом швидкості коника ковзання має зменшуватися, чого насправді не спостерігається.
2. Мікроскопічні дослідження показують, що плоскі предмети, як би добре відполіровані вони не були, стикаються при накладенні їх один на одного не суцільно всією своєю поверхнею, а лише окремими ділянками; під тиском на предмети площа таких ділянок, тобто площу зіткнення, зростає. Тиск же, необхідну для потрібного зниження температури танення льоду під коником, має бути велике. Воно у багато разів збільшило б площу зіткнення між льодом і коником. Отже, у стільки ж разів зменшилася б тиск на квадратний міліметр льоду і водна прошарок між льодом і коником не змогла б утворитися. Більш того, відбулося б ще гірше: в силу властивостей льоду коник загруз б в ньому!
Професор Б. В. Дерягин зазначає, що дійсну причину ковзання тел по льоду знайшов радянський інженер К. Б. Вайнберг: тепло, необхідне для утворення водної прошарку між льодом і коником, породжується тертям. А це тепло не вимагає часу, щоб дійти до спільних позицій льоду з коником, так як воно виникає в цих точках і, отже, діє миттєво. Тому з ростом швидкості коника ковзання і не зменшується.
Але от питання: здавалося б, ковзання по льоду повинно бути краще, коли навколишня температура вище нуля, і гірше, коли вона нижче. Адже в першому випадку між льодом і коником утворюється більше води, ніж у другому. А відомо, що чим більше мастила, тим менше тертя. У разі ж ковзання коника спостерігається зворотне, що підтверджує і ряд дослідів, проведених Н. Н. Захаваевой в лабораторії професора Б. В. Деряпша: тертя між сталлю і льодом більше при температурі вище, а не нижче нуля! У чому ж справа?
Відповідь на це питання була дана порівняно недавно іншим радянським вченим - С. С. Бутневічем, створив повну, складну теорію ковзання по льоду. Коротенько справа зводиться до наступного.
Будова льоду - кристалічна; розташування молекул в ньому правильне, а не безладне. Таке розташування їх зберігається і в тонкому шарі води, яка виникла на поверхні льоду під коником. Воно і сприяє, невидимому, хорошому ковзанню. Навпаки, в більш товстому шарі води, який утворюється при навколишній температурі вище нуля, молекули перебувають у безладді, що збільшує тертя. Образно можна уявити собі цей випадок так.
Розташуємо між двома пластинами з будь-якого матеріалу один шар валиків. Що станеться при зміщенні однієї з пластин паралельно інший і осях валів? Валики, якщо вони розташовані в строгому порядку, будуть котитися і обертатися; служачи як би мастилом, вони дозволять пластин легко ковзати відносно один одного.
Уявімо тепер між пластинами кілька шарів безладно нагромаджених валиків. Картина вийде зовсім інша: далеко не всі валики, що стосуються пластин, зможуть обертатися і котитися, так що ковзання пластин буде сильно утруднено.
Наше порівняння, звичайно, дуже спрощене - насправді «взаємини» між льодом і коником набагато складніше.
Відомо далі, що ковзання погіршується не тільки в відлига, але і в великі морози. Викликається це тим, що при сильному холоді освіту водної мастила між льодом і коником все більш ускладнюється і за певною межею низьких температур вона взагалі перестає виникати. Виходить сухе тертя коника про лід, яке в 12-13 разів перевищує найменше при сприятливих умовах. Співали б ковзани були в цьому випадку нагріті і їх температура, достатня для утворення на льоду рідкої плівки, по ходу коника, безперервно підтримувалася б будь-яким способом, гарне ковзання стало б знову можливим.
На закінчення усвідомимо собі, чому у бігових ковзанів лезо робиться тонше, ніж у звичайних. Суть справи в тому, що у перших площа основи менше, ніж у другій. Таким чином, тиск на квадратний міліметр льоду і, отже, тертя бігового коника про лід більше, ніж у звичайного, що сприяє утворенню мастильної водної прошарку. Звичайно, зменшувати товщину леза доцільно лише до якогось корисного межі: занадто тонке і гостре лезо просто вросло б в лід, і ковзання стало б неможливим.
Священики "на джипах"
Випадкова картинка
Найпопулярніші статті
Підписуйтесь на співтовариство
