Berze ir spēks, kas iebilst pret objekta kustību. Lai apturētu kustīgu objektu, spēkam jādarbojas kustības virzienam pretējā virzienā. Piemēram, ja jūs stumjat bumbu, kas atrodas uz grīdas, tā pārvietosies. Spiešanas spēks pārvieto to uz citu vietu. Pamazām bumba palēninās un pārstāj kustēties. Spēku, kas iebilst pret objekta kustību, sauc par berzi. Dabā un tehnoloģijās ir milzīgs skaits šī spēka pielietošanas piemēru.
Berzes veidi
Ir dažādi berzes veidi:
Slidas asmens, kas pārvietojas pa ledu, ir slīdēšanas piemērs. Slidotājam pārvietojoties pa slidotavu, slidu apakšdaļa pieskaras grīdai. Berzes avots ir kontakts starp asmens virsmu un ledu. Nosaka objekta svars un virsmas veids, pa kuru tas pārvietojasslīdēšanas (berzes) lielums starp diviem objektiem. Smags priekšmets izdara lielāku spiedienu uz virsmu, pa kuru tas slīd, tāpēc būs lielāka slīdēšanas berze. Tā kā berzi rada pievilcīgi spēki starp objektu virsmām, berzes apjoms ir atkarīgs no abu savstarpēji mijiedarbojošo objektu materiāliem. Izmēģiniet slidošanu pa gludu ezeru, un jums tas būs daudz vieglāk nekā slidot pa nelīdzenu grants ceļu
- Atpūtas berze (kohēzija) - spēks, kas rodas starp 2 saskarē esošiem ķermeņiem un novērš kustību rašanos. Piemēram, lai pārvietotu skapi, āmuru naglu vai piesietu kurpju šņores, jāpārvar saķeres spēks. Dabā un tehnoloģijā ir daudz līdzīgu berzes piemēru.
- Kad braucat ar velosipēdu, riteņa un ceļa kontakts ir rites berzes piemērs. Kad priekšmets ripo pa virsmu, spēks, kas nepieciešams, lai pārvarētu rites berzi, ir daudz mazāks nekā tas, kas nepieciešams, lai pārvarētu slīdēšanu.
Kinētiskā berze
Kad jūs stūmāt grāmatu uz galda un tā pārvietojās noteiktu attālumu, tā piedzīvoja kustīgu objektu berzi. Šis spēks ir pazīstams kā kinētiskās berzes spēks. Tas iedarbojas uz vienu otras virsmu, kad divas virsmas berzē viena pret otru, jo viena vai abas virsmas kustas. Ja uzliksiet papildu grāmatas virs pirmās grāmatas, lai palielinātu parasto spēku, kinētiskās berzes spēks būspalielināt.
Ir šāda formula: Fberze=ΜFn. Kinētiskās berzes spēks ir vienāds ar kinētiskās berzes koeficienta un normālā spēka reizinājumu. Starp šiem diviem spēkiem pastāv lineāra saikne. Kinētiskās berzes koeficients saista berzes spēku ar parasto spēku. Tā kā tas ir spēks, tā mērīšanas vienība ir Ņūtons.
Statiskā berze
Iedomājieties, ka mēģināt stumt dīvānu pāri grīdai. Jūs to nospiežat ar nelielu spēku, bet tas nekustas. Statiskais berzes spēks darbojas, reaģējot uz spēku, mēģinot izraisīt nekustīga objekta kustību. Ja uz objektu šāda spēka nav, statiskās berzes spēks ir nulle. Ja ir spēks, kas mēģina izraisīt kustību, tad otrais palielinās līdz maksimālajai vērtībai, pirms tas tiks pārvarēts, un kustība sāksies.
Formula šim skatam: Fberze=ΜsFn. Statiskās berzes spēks ir mazāks vai vienāds ar statiskās berzes koeficienta Μ (s) un normālā spēka F (n) reizinājumu. Dīvāna piemērā maksimālais statiskās berzes spēks līdzsvaro cilvēka spēku, kas to spiež, līdz dīvāns sāk kustēties.
Berzes koeficientu mērīšana
Kas nosaka berzes spēku? Dabā un tehnoloģijā noteiktu lomu spēlē materiāli, no kuriem tiek izgatavotas virsmas. Piemēram, iedomājieties, ka mēģināt spēlēt basketbolu, valkājot zeķes, nevis sporta apavus. Tas varētuievērojami pasliktina jūsu izredzes uzvarēt. Apavi palīdz nodrošināt nepieciešamo jaudu, lai ātri bremzētu un mainītu virzienu, braucot pa virsmu. Starp apaviem un basketbola laukumu ir lielāka berze nekā starp zeķēm un pulētu koka grīdu.
Dažādi koeficienti parāda, cik viegli viens objekts var slīdēt pāri citam. To precīzie mērījumi ir diezgan jutīgi pret virsmas apstākļiem un tiek noteikti eksperimentāli. Mitrās virsmas uzvedas ļoti atšķirīgi nekā sausas virsmas.
Fizika: berzes spēks dabā un tehnoloģijās
Jūs visu laiku izjūtat berzi, un jums vajadzētu priecāties, ka tas ir iespējams. Tieši šis spēks palīdz noturēt nekustīgus priekšmetus vietā, un cilvēks ejot nekrīt. Kas ir berze? Dabā un tehnoloģijā piemērus var atrast ik uz soļa. Jūs varat to neapzināties, bet jums jau ir ļoti labi zināms šis spēks. Tas notiek pretējā kustības virzienā, un tāpēc tas ir spēks, kas ietekmē objektu kustību.
Pārvietojot kasti pa grīdu, berze darbojas pret kasti pretējā virzienā. Ejot lejā no kalna, berze darbojas pret jūsu lejupejošu kustību. Kad automašīnā nospiežat bremzes un turpiniet kustēties, berze darbojas pretēji jūsu slīdēšanas virzienam, kas galu galā palīdz pilnībā apturēt slīdēšanu.
Kad divi objekti "berzē" viens otru, tiek iestatīti spēkipievilkšanās starp objektu molekulām, izraisot berzi. Dabā un tehnoloģijā tas var rasties starp gandrīz jebkurām matērijas fāzēm – cietām vielām, šķidrumiem un gāzēm. Berze rodas starp diviem objektiem, piemēram, kasti un grīdu, bet var rasties arī starp zivīm un ūdeni, kurā tās peld, un objektiem, kas krīt gaisā. Gaisa radītajai berzei ir īpašs nosaukums: gaisa pretestība.
Berzes loma dabā, tehnoloģijās, dzīvē
Berze ir cilvēka pieredzes neatņemama sastāvdaļa. Mums ir nepieciešama saķere, lai staigātu, stāvētu, strādātu un brauktu. Tajā pašā laikā mums ir nepieciešama enerģija, lai pārvarētu pretestību kustībām, tāpēc pārāk lielai berzei ir nepieciešams lieks spēks, lai veiktu darbu, kā rezultātā rodas neefektivitāte. 21. gadsimtā cilvēce saskaras ar divām problēmām, proti, enerģijas trūkumu un globālo sasilšanu, ko izraisa fosilā kurināmā sadedzināšana. Tādējādi spēja kontrolēt berzi ir kļuvusi par galveno prioritāti mūsdienu pasaulē. Tomēr daudziem joprojām trūkst izpratnes par berzes būtību.
Berze dabā un tehnoloģijā (fizika) vienmēr ir bijusi zinātkāres tēma. Intensīva šī spēka izcelsmes izpēte sākās 16. gadsimtā pēc Leonardo da Vinči novatoriskā darba. Tomēr progress tās būtības izpratnē ir bijis lēns, ko kavē precīzas mērīšanas instrumenta trūkums. Atjautīgie eksperimenti, ko veica zinātnieks Kulons un citi, ir snieguši svarīgu informāciju, lai liktu pamatu izpratnei. Sākot ar 1800. gadu beigām un sākumā1900. gados parādījās tvaika dzinēji, lokomotīves un pēc tam lidmašīnas. Turklāt kosmosa izpētei ir nepieciešama skaidra izpratne par berzi un spēja to kontrolēt.
Ievērojams progress berzes pielietošanā un kontrolēšanā dabas tehnoloģijās ikdienas dzīvē ir panākts, izmantojot izmēģinājumus un kļūdas. 21. gadsimta sākumā nanotehnoloģiju izmantošanas dēļ radās jauna nanomēroga berzes dimensija. Cilvēku izpratne par atomu un molekulāro berzi strauji paplašinās. Mūsdienās energoefektivitātei un atjaunojamās enerģijas ražošanai ir jāpievērš tūlītēja uzmanība, jo zinātne cenšas samazināt oglekļa emisijas. Spēja kontrolēt berzi kļūst par svarīgu soli ilgtspējīgu tehnoloģiju meklējumos. Tas ir energoefektivitātes rādītājs. Ja ir iespējams samazināt nevajadzīgus enerģijas zudumus un palielināt pašreizējo energoefektivitāti, tas dos laiku alternatīvu enerģijas avotu izstrādei.
Dzīves berzes piemēri
Berze ir spēks, kas ir pretestīgs. Tas kavē cita objekta kustību, pieliekot zināmu spēku. Bet no kurienes nāk šis spēks? Pirmkārt, ir vērts sākt to apsvērt no molekulārā līmeņa. Berzi, ko redzam ikdienā, var izraisīt virsmas raupjums. Tas ir tas, ko zinātnieki ilgu laiku uzskatīja par galveno tā parādīšanās iemeslu.
Vienkāršākie berzes piemēri dabā un tehnoloģijā ir šādi:
- Ejot, berzes spēks, kasietekmē zoli, dod mums iespēju virzīties uz priekšu.
- Kāpnes, kas atspiedušās pret sienu, nenokrīt uz grīdas.
- Cilvēki, kas sasien savas kurpju šņores.
- Bez berzes spēka automašīnas nevarētu braukt ne tikai kalnup, bet arī pa līdzenu ceļu.
- Dabā tas palīdz dzīvniekiem kāpt kokos.
Tādu punktu ir daudz, ir arī gadījumi, kad šis spēks, gluži pretēji, var traucēt. Piemēram, lai samazinātu berzi, zivīm tiek piešķirts īpašs lubrikants, pateicoties kuram, kā arī plūstošajai ķermeņa formai, tās var vienmērīgi pārvietoties ūdenī.
