Үйкеліс туралы 22 қызықты мәліметтер

Физика адамды күнделікті өмірдің ең қарапайым әрекеттері мен құбылыстарында да қоршап тұрады. Көптеген процесс әдеттегідей әрі өзінен-өзі түсінікті болып көрінгенімен, шын мәнінде механиканың күрделі заңдарына бағынады. Белгілі бір физикалық күштерсіз адамдар жүре алмас, жаза алмас немесе заттарды қолдарында ұстай алмас еді. Осындай негізгі күштердің бірі екі беттің бір-бірімен жанасу кезінде туындайтын өзара әрекеттесу болып саналады. Бұл құбылыс ғалымдармен бірнеше ғасыр бойы зерттеліп келеді, дегенмен зерттеушілер үшін жаңа қырларын ашуын жалғастыруда. Әңгіме үйкеліс — онсыз қазіргі өркениеттің болуы жай ғана мүмкін болмас еді деген күш туралы болмақ.

1. Үйкеліс екі жанасатын беттің бір-біріне қатысты орын ауыстыруы кезінде туындайтын қарсылық күшін білдіреді. Бұл құбылыс сыртқы факторлардың әсерінен денелердің бір-біріне қатысты еркін сырғуына кедергі жасайды. Дәл осы өзара әрекеттесудің арқасында адам жермен тұрақты сырғанамай жылжи алады.
2. Осы физикалық құбылыстың бірнеше негізгі түрі бар — тыныштық, сырғанау және домалау үйкелісі. Әрбір түрі әртүрлі жағдайларда көрінеді және қарсылық шамасының өзіне тән ерекшеліктеріне ие. Тыныштық үйкелісі әдетте дәл сол нысанның сырғанау үйкелісінен күштірек шығады.
3. Осы құбылысты жүйелі зерттеудің негізін қалаушы он жетінші ғасырда еңбек еткен француз ғалымы Гийом Амонтон саналады. Дәл осы зерттеуші қарсылық күшінің жүктемеге тәуелділігін сипаттайтын алғашқы заңдарды тұжырымдады. Кейіннен француз физигі Шарль Кулон мұндай алғашқы түсініктерді айтарлықтай кеңейтіп, нақтылады.
4. Осы күштің коэффициенті беттердің жанасу ауданына емес, жанасатын материалдарға байланысты болады. Мұндай факт қарсылықты дәл жанасу аймағының мөлшерімен байланыстыруға үйренген көпшілік адамға қисынсыз көрінеді. Соған қарамастан классикалық физика коэффициенттің дененің геометриялық параметрлерінен тәуелсіздігін көрсетеді.
5. Мұз беттердің өзара әрекеттесуінің ерекше тетігінің арқасында дәл планетадағы ең сырғанақ материалдардың бірі саналады. Конькидің немесе табанның қысымымен жоғарғы қабаттың ішінара еруі жүреді, бұл жұқа су қабыршағын тудырады. Дәл осы қабыршақ аяқ киім мен мұздатылған беттің арасындағы қарсылықты күрт төмендетеді.
6. Автомобиль шинасы мен жол жабыны арасындағы үйкелінбесе, ешбір көлік құралы орнынан қозғала алмас еді. Дәл осы өзара әрекеттесу дөңгелектерге асфальттан итеруге мүмкіндік беріп, машинаны үдету мен тежеуді қамтамасыз етеді. Жарыс болидтары трассада мұндай ілінісуді барынша арттыру үшін арнайы резеңке құрамын пайдаланады.
7. Сіріңке қорап бетіне арнайы жанасқанда бас бөлігінің үйкелуінен жылу бөлінуінің арқасында тұтанады. Бастың химиялық құрамында дәл туындайтын жергілікті қыздырудан тұтанатын заттар бар. Мұндай қағида қазіргі сіріңке технологиясы ойлап табылғанға дейін-ақ адамзатпен пайдаланылған.
8. Скрипка ысқышы дыбысты дәл аспаптың ішекті шегілерімен жылқы жүнінің ерекше өзара әрекеттесуінің арқасында шығарады. Жүнге жағылатын канифоль ілінісуді арттырып, ысқышқа ішекті керек бағытта тербелуге мәжбүр етуге мүмкіндік береді. Мұндай өңдеусіз музыкант аспаптың таза әрі толыққанды дыбысын шығара алмас еді.
9. Адам буындарында сүйек беттерінің арасындағы қарсылықты айтарлықтай төмендететін ерекше синовиалды сұйықтық бар. Бұл зат аяқ-қолдардың қозғалысы кезінде шеміршектердің бір-біріне қатысты дерлік мінсіз сырғуын қамтамасыз етеді. Дәл осы себептен сау буындар дерлік дыбыссыз және сезілетін қолайсыздықсыз жұмыс істейді.
10. Тетіктердегі майлайтын материалдар үйкелетін бөлшектердің тозуын едәуір азайтуға және жұмыс тиімділігін арттыруға көмектеседі. Жұқа май қабыршағы металл беттерін бөліп, олардың бір-бірімен тікелей жанасуының алдын алады. Мұндай майдың жүйелі түрде ауыстырылуы кез келген күрделі тетіктің ұзақ мерзімділігінің міндетті шарты саналады.
11. Электростатикалық үйкеліс кейбір материалдардың беттерінің өзара жанасуы кезінде олардың бетінде заряд жиналуын тудыруы мүмкін. Дәл осы эффект құрғақ қысқы ауа-райында жүн киімнің денеге жабысуын түсіндіреді. Мұндай құбылыс сондай-ақ кейбір статикалық электр генераторларының жұмысының негізінде жатыр.
12. Жер сілкінісі жиі жер қыртысының тектоникалық плиталары арасындағы қарсылықтың кенеттен жеңілуінен туындайды. Плиталар бір-біріне қатысты ұзақ уақыт қозғалмай, критикалық мәнге дейін ішкі кернеу жинайды. Мұндай ілінісудің кенеттен үзілуі беттің сейсмикалық тербелісін тудыратын орасан зор энергияны босатады.
13. Ғарыш аппараттары планетаның атмосферасына кіргенде ауаның орасан зор қарсылығына тап болып, бұл олардың корпусын экстремалды температураға дейін қыздырады. Ауа молекулаларының қаптамамен мұндай өзара әрекеттесуі бетті бірнеше мың градус Цельсийге дейін қыздыра алады. Дәл осы себептен инженерлер ғарыш кемелері мен капсулалары үшін арнайы жылудан қорғайтын жабындар әзірлейді.
14. Ауа мен ұшақ қанаттары арасындағы үйкеліс ұшу аппаратының көтеру күшін жасауда маңызды рөл атқарады. Қанаттың үстіндегі және астындағы қысымдардың айырмашылығы беттің ауа ағынымен ерекше орап өтуінің арқасында пайда болады. Бұл қағида ауа кемесінің мөлшеріне қарамастан, бүкіл заманауи авиациялық инженерияның негізінде жатыр.
15. Спортшылардың аяқ киімі дәл нақты спорт түріне арналған ілінісуге қойылатын нақты талаптарды ескере отырып жасалады. Жүгіру аяқ киімі жүгіру жолында немесе асфальтта барынша қарсылықты қамтамасыз ететін протектормен жабдықталады. Ал футболшылардың бутсалары, керісінше, алаңның шөп жабынымен сенімді жанасу үшін тікенекпен жабдықталады.
16. Автомобильдің тежеу жүйесі қозғалыстың кинетикалық энергиясын қарсылықтың арқасында жылуға айналдыру есебінен ғана жұмыс істейді. Тежегіш кластары дискілерге немесе барабандарға қысылып, туындаған өзара әрекеттесу күшімен дөңгелектердің айналуын баяулатады. Дәл осы себептен қарқынды тежеу кезінде тежегіш дискілер өте жоғары температураға дейін қызуы мүмкін.
17. Кейбір жәндіктер тік беттерде дәл аяқтарының ілінісуінің ерекше молекулалық тетігінің арқасында ұсталып тұра алады. Гекконда ұқсас қағида қолданылады — табан жастықшасындағы миллиондаған микроскопиялық түктер Ван-дер-Ваальс күштерін тудырады. Бұл ашылым инженерлерді ұқсас адгезиялық қасиеттері бар синтетикалық материалдар әзірлеуге шабыттандырды.
18. Ысқыш аспаптар, жетек белдіктер мен конвейер жүйелер артық және жеткіліксіз ілінісу арасындағы дәл теңгерімді талап етеді. Тым күшті қарсылық бөлшектердің шамадан тыс тозуын тудырады, ал тым әлсіз қарсылық тетіктің сырғанауына әкеледі. Инженерлер дәл осындай техникалық жүйелер үшін материалдардың оңтайлы параметрлерін мұқият есептейді.
19. Ежелгі адамдар ағаш таяқшаны арнайы негіз бетінде жылу шығару үшін ұзақ уақыт бойы айналдыру арқылы от алатын. Мұндай әдіс физиктер оны ғылыми түрде түсіндірмей тұрып-ақ, қарсылық қағидасының тәжірибелік қолданылуын көрсетеді. Көптеген дәстүрлі мәдениет от алудың ұқсас тәсілдерін бүгінгі күнге дейін сақтап келеді.
20. Адам терісінің табиғи майлармен майлануы денеге түсетін күнделікті механикалық жүктемелер кезіндегі қолайсыздықты азайтуға көмектеседі. Тері жабынының жеткіліксіз ылғалдануы заттармен тұрақты жанасудан ауыратын мойлаққа және жарылуға әкелуі мүмкін. Дәл осы себептен косметикалық құралдарда жиі эпидермистің табиғи майлануын елестететін компоненттер болады.
21. Деподағы өрт сөндіру бағаналары бақыланатын түсу үшін арнайы белгілі бір қарсылық коэффициенті бар материалдардан жасалады. Тым тегіс бет бақыланбайтын құлдырауға әкелер еді, ал тым кедір-бұдыр бет жедел қозғалуды қиындатар еді. Мұндай инженерлік есептеу физикалық қағидалардың күнделікті өмірдің ең күтпеген салаларында тәжірибелік қолданылуын көрсетеді.
22. Ғалымдар жоғары технологиялы өнеркәсіпте қолдану үшін экстремалды төмен қарсылық коэффициенті бар материалдарды әзірлеуді жалғастырады. Мұндай жабындар беттердің қажетсіз өзара әрекеттесуін жеңуге жұмсалатын шығынды азайтып, тетіктердің энергия тиімділігін айтарлықтай арттыра алады. Мұндай зерттеулер заманауи материалтану мен трибологияның перспективалы бағыттарының бірі болып қала береді.

Үйкелісті зерттеу іргелі физиканың адами өмірдің ең қарапайым қырларымен қаншалықты тығыз астасатынын анық көрсетеді. Бұл күш бір мезгілде инженерлерге қиындықтар туғызады және жылжу, тетіктердің жұмысы мен музыкалық аспаптардың дыбысталуының өзінің мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Мұндай заңдылықтарды түсіну адамзатқа өнеркәсіптің әртүрлі салаларында барған сайын тиімдірек технологияларды әзірлеуге мүмкіндік береді. Мүмкін, трибология саласындағы одан әрі зерттеулер болашақ көлік пен энергетиканы түбегейлі өзгертуге қабілетті жаңа материалдарды ашар. Іс жүзінде әрбір қадамда кездесетін осыншалықты әдеттегі құбылыс ғалымдар үшін де, қарапайым адамдар үшін де қызықты болатын талай құпияны сақтауын жалғастыруда.