ხახუნი არის ძალა, რომელიც ეწინააღმდეგება ობიექტის მოძრაობას. მოძრავი ობიექტის შესაჩერებლად ძალამ უნდა იმოქმედოს მოძრაობის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით. მაგალითად, თუ იატაკზე დაწოლილ ბურთს უბიძგებთ, ის მოძრაობს. ბიძგის ძალა მას სხვა ადგილას გადააქვს. თანდათან ბურთი ნელდება და ჩერდება მოძრაობა. ძალას, რომელიც ეწინააღმდეგება საგნის მოძრაობას, ხახუნს უწოდებენ. ბუნებაში და ტექნოლოგიაში ამ ძალის გამოყენების უამრავი მაგალითი არსებობს.
ხახუნის სახეები
არის სხვადასხვა სახის ხახუნი:
ყინულის გასწვრივ მოძრავი ციგურა არის ცურვის მაგალითი. როდესაც მოციგურავე მოძრაობს მოედანზე, ციგურების ქვედა ნაწილი იატაკს ეხება. ხახუნის წყარო არის კონტაქტი დანის ზედაპირსა და ყინულს შორის. ობიექტის წონა და ზედაპირის ტიპი, რომელზეც ის მოძრაობს, განსაზღვრავსსრიალის (ხახუნის) რაოდენობა ორ ობიექტს შორის. მძიმე საგანი უფრო მეტ წნევას ახორციელებს ზედაპირზე, რომელზედაც სრიალებს, ამიტომ იქნება მეტი მოცურების ხახუნი. ვინაიდან ხახუნი განპირობებულია ობიექტების ზედაპირებს შორის მიმზიდველი ძალებით, ხახუნის რაოდენობა დამოკიდებულია ორი ურთიერთქმედების ობიექტის მასალებზე. სცადეთ სრიალი გლუვ ტბაზე და ბევრად უფრო ადვილი იქნება, ვიდრე უხეში ხრეშის გზაზე
- მოსვენების ხახუნი (შეკრულობა) - ძალა, რომელიც წარმოიქმნება 2 კონტაქტურ სხეულს შორის და ხელს უშლის მოძრაობის წარმოქმნას. მაგალითად, კარადის გადასატანად, ლურსმნის ჩაქუჩისთვის ან ფეხსაცმლის თასმების შესაკრავისთვის, თქვენ უნდა გადალახოთ ადჰეზიის ძალა. ხახუნის მრავალი მსგავსი მაგალითი არსებობს ბუნებასა და ტექნოლოგიაში.
- როდესაც ველოსიპედს ატარებ, საჭესა და გზას შორის კონტაქტი მოძრავი ხახუნის მაგალითია. როდესაც ობიექტი ზედაპირზე ტრიალებს, მოძრავი ხახუნის დასაძლევად საჭირო ძალა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე სრიალის დასაძლევად.
კინეტიკური ხახუნის
როდესაც წიგნს მაგიდაზე დააწვინე და ის გარკვეულ მანძილზე გადაინაცვლა, ის განიცდიდა მოძრავი საგნების ხახუნს. ეს ძალა ცნობილია როგორც კინეტიკური ხახუნის ძალა. ის მოქმედებს მეორის ერთ ზედაპირზე, როდესაც ორი ზედაპირი ერთმანეთს ერევა, რადგან ერთი ან ორივე ზედაპირი მოძრაობს. თუ ნორმალურ ძალის გასაზრდელად პირველ წიგნს დადებთ დამატებით წიგნებს, ხახუნის კინეტიკური ძალა იქნებაგაზრდა.
არის შემდეგი ფორმულა: Fხახუნის=MFn.კინეტიკური ხახუნის ძალა ტოლია კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტისა და ნორმალური ძალის ნამრავლის. ამ ორ ძალას შორის არის წრფივი კავშირი. კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტი აკავშირებს ხახუნის ძალას ნორმალურ ძალასთან. ვინაიდან ის არის ძალა, მისი საზომი ერთეულია ნიუტონი.
სტატიკური ხახუნი
წარმოიდგინეთ, რომ ცდილობთ დივანს იატაკზე გადასწიოთ. ცოტა ძალით აჭერ, მაგრამ არ მოძრაობს. სტატიკური ხახუნის ძალა მოქმედებს ძალის საპასუხოდ, რათა გამოიწვიოს სტაციონარული ობიექტის მოძრაობა. თუ ობიექტზე ასეთი ძალა არ არის, სტატიკური ხახუნის ძალა ნულის ტოლია. თუ არსებობს ძალა, რომელიც ცდილობს მოძრაობას, მაშინ მეორე გაიზრდება მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე, სანამ არ დაიძლევა და მოძრაობა დაიწყება.
ფორმულა ამ ხედისთვის: Fხახუნის=MsFn. სტატიკური ხახუნის ძალა ნაკლებია ან ტოლია სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტის Μ (s) და ნორმალური ძალის F (n) ნამრავლის. დივანის მაგალითში მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა აბალანსებს იმ ადამიანის ძალას, რომელიც მას უბიძგებს, სანამ დივანი მოძრაობას არ დაიწყებს.
ხახუნის კოეფიციენტების გაზომვა
რა განსაზღვრავს ხახუნის ძალას? ბუნებასა და ტექნოლოგიაში გარკვეულ როლს თამაშობს მასალები, საიდანაც მზადდება ზედაპირები. მაგალითად, წარმოიდგინეთ, რომ ცდილობთ კალათბურთის თამაშს სპორტული ფეხსაცმლის ნაცვლად წინდების ტარებით. Შესაძლოამნიშვნელოვნად გააუარესებს მოგების შანსებს. ფეხსაცმელი გეხმარებათ უზრუნველყოს სიმძლავრე, რომელიც საჭიროა დამუხრუჭებისა და მიმართულებების სწრაფად შესაცვლელად ზედაპირზე სირბილის დროს. უფრო მეტი ხახუნია თქვენს ფეხსაცმელსა და კალათბურთის მოედანს შორის, ვიდრე წინდებსა და გაპრიალებულ ხის იატაკს შორის.
სხვადასხვა კოეფიციენტები გვიჩვენებს, თუ რამდენად ადვილად შეიძლება სრიალდეს ერთი ობიექტი მეორეზე. მათი ზუსტი გაზომვები საკმაოდ მგრძნობიარეა ზედაპირის პირობების მიმართ და განისაზღვრება ექსპერიმენტულად. სველი ზედაპირი ძალიან განსხვავებულად იქცევა, ვიდრე მშრალი ზედაპირი.
ფიზიკა: ხახუნის ძალა ბუნებაში და ტექნოლოგიაში
თქვენ მუდმივად განიცდით ხახუნს და უნდა გიხაროდეთ, რომ ეს შესაძლებელია. სწორედ ეს ძალა ეხმარება სტაციონარული საგნების ადგილზე შენარჩუნებას და ადამიანი სიარულის დროს არ ეცემა. რა არის ხახუნი? ბუნებასა და ტექნოლოგიაში, მაგალითები შეგიძლიათ ნახოთ ყოველ ნაბიჯზე. თქვენ შეიძლება ვერ აცნობიერებდეთ ამას, მაგრამ თქვენ უკვე კარგად იცნობთ ამ ძალას. ეს ხდება მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით და ამის გამო ის არის ძალა, რომელიც გავლენას ახდენს ობიექტების მოძრაობაზე.
როდესაც კოლოფს იატაკზე გადააქვთ, ხახუნი მოქმედებს ყუთზე ყუთის საპირისპირო მიმართულებით. როდესაც მთაზე დადიხართ, ხახუნი მოქმედებს თქვენი დაღმავალი მოძრაობის საწინააღმდეგოდ. როდესაც მანქანაში მუხრუჭებს აჭერთ და ცოტა ხნით მოძრაობთ, ხახუნი მოქმედებს თქვენი სრიალის მიმართულების საწინააღმდეგოდ, რაც ეხმარება საბოლოოდ შეაჩეროს სრიალი.
როდესაც ორი ობიექტი ერთმანეთში „ერევა“, ძალები დგინდებამიზიდულობა ობიექტების მოლეკულებს შორის, რაც იწვევს ხახუნს. ბუნებაში და ტექნოლოგიაში, ის შეიძლება მოხდეს მატერიის თითქმის ნებისმიერ ფაზას შორის - მყარი, სითხეები და აირები. ხახუნი ხდება ორ ობიექტს შორის, როგორიცაა ყუთი და იატაკი, მაგრამ ასევე შეიძლება მოხდეს თევზსა და წყალს შორის, რომელშიც ისინი ბანაობენ, და ჰაერში დავარდნილ ობიექტებს შორის. ჰაერის გამო ხახუნს განსაკუთრებული სახელი აქვს: ჰაერის წინააღმდეგობა.
ხახუნის როლი ბუნებაში, ტექნოლოგიაში, ცხოვრებაში
ხახუნი ადამიანის გამოცდილების განუყოფელი ნაწილია. ჩვენ გვჭირდება წევა სიარულისთვის, დგომის, მუშაობისა და ტარებისთვის. ამავდროულად, ჩვენ გვჭირდება ენერგია მოძრაობის მიმართ წინააღმდეგობის დასაძლევად, ამიტომ ზედმეტი ხახუნი მოითხოვს ზედმეტ ენერგიას სამუშაოს შესასრულებლად, რაც იწვევს არაეფექტურობას. 21-ე საუკუნეში კაცობრიობა დგას ორმაგი გამოწვევის წინაშე - ენერგიის ნაკლებობა და გლობალური დათბობა წიაღისეული საწვავის დაწვის შედეგად. ამგვარად, ხახუნის კონტროლის უნარი დღევანდელ მსოფლიოში უმთავრეს პრიორიტეტად იქცა, თუმცა ბევრს ჯერ კიდევ არ ესმის ხახუნის ფუნდამენტური ბუნება.
ხახუნი ბუნებასა და ტექნოლოგიაში (ფიზიკა) ყოველთვის იყო ცნობისმოყვარეობის საგანი. ამ ძალის წარმოშობის ინტენსიური შესწავლა დაიწყო მე-16 საუკუნეში, ლეონარდო და ვინჩის პიონერული მუშაობის შემდეგ. თუმცა, პროგრესი მისი ბუნების გაგებაში ნელია, რაც შეფერხებულია ზუსტი გაზომვის ინსტრუმენტის არარსებობით. მეცნიერის კულომბის და სხვების მიერ ჩატარებულმა ეშმაკურმა ექსპერიმენტებმა მნიშვნელოვანი ინფორმაცია მოგვაწოდეს გაგებისთვის. დაწყებული 1800-იანი წლების ბოლოს და დასაწყისში1900-იან წლებში გამოჩნდა ორთქლის ძრავები, ლოკომოტივები და შემდეგ თვითმფრინავები. ასევე, კოსმოსური კვლევა მოითხოვს ხახუნის მკაფიო გაგებას და მისი კონტროლის უნარს.
მნიშვნელოვანი პროგრესი ბუნების ტექნოლოგიაში ხახუნის გამოყენებისა და კონტროლის შესახებ, ყოველდღიურ ცხოვრებაში, მიღწეულია ცდისა და შეცდომის გზით. 21-ე საუკუნის დასაწყისში ნანო-ტექნოლოგიების გამოყენების შედეგად წარმოიქმნა ნანომასშტაბიანი ხახუნის ახალი განზომილება. ატომური და მოლეკულური ხახუნის ადამიანის გაგება სწრაფად ფართოვდება. დღეს ენერგოეფექტურობა და განახლებადი ენერგიის წარმოება მოითხოვს დაუყოვნებლივ ყურადღებას, რადგან მეცნიერება ცდილობს შეამციროს ნახშირბადის გამონაბოლქვი. ხახუნის კონტროლის უნარი ხდება მნიშვნელოვანი ნაბიჯი მდგრადი ტექნოლოგიების ძიებაში. ეს არის ენერგოეფექტურობის მაჩვენებელი. თუ შესაძლებელია ენერგიის არასაჭირო დანაკარგების შემცირება და მიმდინარე ენერგოეფექტურობის გაზრდა, ეს მისცემს დროს ალტერნატიული ენერგიის წყაროების განვითარებას.
ხახუნის მაგალითები ცხოვრებაში
ხახუნი არის წინააღმდეგობის ძალა. ის აფერხებს სხვა ობიექტის მოძრაობას გარკვეული ძალის გამოყენებით. მაგრამ საიდან მოდის ეს ძალა? პირველ რიგში, ღირს მისი განხილვის დაწყება მოლეკულური დონიდან. ხახუნი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ ყოველდღიურ ცხოვრებაში, შეიძლება გამოწვეული იყოს ზედაპირის უხეშობით. სწორედ ამას მიაჩნდათ მეცნიერები დიდი ხნის განმავლობაში მისი გარეგნობის მთავარ მიზეზად.
ბუნებასა და ტექნოლოგიაში ხახუნის უმარტივესი მაგალითებია შემდეგი:
- სიარულის დროს ხახუნი აიძულებს ამასგავლენას ახდენს ძირზე, გვაძლევს წინსვლის შესაძლებლობას.
- კედელზე მიყრდნობილი კიბე იატაკზე არ ეცემა.
- ადამიანები, რომლებიც ფეხსაცმლის თასმებს იკრავენ.
- ხახუნის ძალის გარეშე მანქანები ვერ ახერხებენ არა მხოლოდ აღმართზე, არამედ ბრტყელ გზაზეც.
- ბუნებაში ის ეხმარება ცხოველებს ხეებზე ასვლაში.
ბევრია ასეთი პუნქტები, არის შემთხვევებიც, როცა ამ ძალას, პირიქით, შეუძლია ხელი შეუშალოს. მაგალითად, ხახუნის შესამცირებლად თევზებს აძლევენ სპეციალურ ლუბრიკანტს, რომლის წყალობით, ისევე როგორც სხეულის გამარტივებული ფორმის წყალობით, მათ შეუძლიათ წყალში შეუფერხებლად გადაადგილება.
