"Az a fontos, hogy ne hagyjuk abba a csodálkozást" Albert Einstein

2010. február 26., péntek

Miért használják a pengéket a korcsolyázáshoz?

pengéket

Sokan úgy vélik, hogy a korcsolyázók pengéket használnak, mivel nagyon vékonyak, csökkentik a súrlódást, így csúszni tudnak a jégen. Az az igazság, hogy a korcsolyázók által elszenvedett súrlódás csak a súlyuktól és a súrlódási együtthatónak nevezett számtól függ, amely kizárólag a jégtől és a fém típusától függ. Ezért nem lenne fontos, ha megcsúsznak egy pengén vagy egy fémlemezen, a súrlódás azonos lesz.

Az általában adott magyarázat a Clausius-Clapeyron képleten alapul. E képlet szerint a jég megolvadásának hőmérséklete az általa átélt nyomástól függ, tehát minél nagyobb a jég nyomása, annál alacsonyabb az olvadás hőmérséklete és annál hamarabb megolvad. És hogyan lehetne növelni a nyomást? Nos, csökkentve azt a területet, amelyre a súlyunk hat. Ily módon csak a kés vékony pengéjére támaszkodva megnő a nyomás és megolvad a jég. Amikor megolvad, a vízen csúszunk, nem a jégen, ami sokkal könnyebb. Emiatt a hócipőkkel szokták járni a havat: fordítva a terület megnövekszik, így alacsonyabb a nyomás, és nem süllyedünk bele.

Egy kis kísérletet végezhet otthon, hogy ellenőrizze ezt a hatást. Fogjon egy húrt, húzza meg, és nyomja néhány másodpercig egy jégkockát. A jég megolvad a nyomás hatására. Ezután hagyja a köbön ülve, de erő nélkül. Most a korábban kialakult víz szilárdulni kezd a szál körül. Néhány másodperc múlva a szál beilleszkedik a kockába, és a szálnál fogva megemelheti. Nem találtam a pontos videót, de hagyok neked egyet, amelyben ez a hatás látható (hagyd figyelmen kívül a végső magyarázatot).

A Clapeyron azonban még mindig igaz, de nem elegendő az egyesülés és a csúszás igazolására. Ha számokat csinálunk, akkor kiderül, hogy ahhoz, hogy a jég megolvadjon alattunk, több mint 120 kg-ot kell mérnünk ! Valójában az történik, hogy a jég súrlódással (a súrlódásból felszabaduló hő hatására) és nem a nyomás hatására olvad meg. Ezenkívül, amint megtudtam, a pengék használatát a fordulások megkönnyítésére használják (ugyanúgy, mint a görkorcsolyákat).