Fizyk na łyżwachKtóż nie lubi ślizgać się na łyżwach? Jednakże rzadko który łyżwiarz zastanawia się nad zjawiskami i mechanizmami fizycznymi, dzięki którym łyżwy dostarczają mu tyle frajdy. W większości podręczników zjawiska te wyjaśnia się następująco: gęstość wody jest większa niż gęstość lodu, więc gdy lód o temperaturze 0°C ściśniemy, musi się on stopić. Innymi słowy - ze wzrostem ciśnienia zewnętrznego temperatura topnienia lodu (a zarazem temperatura krzepnięcia wody) maleje, i to tym bardziej, im większe jest ciśnienie. Kiedy stoimy na ostrych łyżwach na lodzie, ciężar naszego ciała rozkłada się ma niewielką powierzchnię kontaktu ostrzy łyżew z lodem, skutkiem czego ciśniemy nimi na lód ze stosunkowo dużą siłą. Lód pod ostrzem się topi, między ostrzem a lodem powstaje cieniutka warstewka wody. Warstewka ta, działając niczym smar, znacznie zmniejsza tarcie łyżew o lód i dlatego tak łatwo możemy na nich ścigać się i kręcić różne piruety.A teraz pytanie: dlaczego łyżwy robi się ze stali, a nie na przykład z odpowiedniego tworzywa sztucznego? Znamy już przecież tworzywa, które z powodzeniem mogą zastąpić stal. Są one i dostatecznie twarde, i cechują się tym, że w czasie przesuwania się ich po powierzchni lodu powstaje mniejsza siła tarcia niż podczas przesuwania kawałka metalu (mającego taką samą powierzchnię kontaktu z lodem i taki sam ciężar). Wyobraźcie sobie, że plastykowe łyżwy wykonano! I okazało się, że ślizganie się na nich jest dużo trudniejsze niż na łyżwach stalowych, wymaga od łyżwiarza większego wysiłku. Dlaczego?
Zdawałoby się, że to już koniec rozważań. Niestety, nie. Otóż w temperaturze poniżej -22°C lód nie może się stopić nawet pod bardzo wielkim ciśnieniem. Innymi słowy - w takich warunkach pod łyżwą nie może powstać smarująca warstewka wody. Czyżby w czasie wielkiego mrozu ślizganie się na łyżwach było znacznie trudniejsze niż podczas mrozu umiarkowanego? Nie! Praktycznie nie ma prawie różnicy, mimo że w tych warunkach (mróz poniżej -22°C) żadna smarująca warstewka wody pod ostrzem łyżwy powstać nie może. Czym to wytłumaczyć? Ze skruchą muszę przyznać, że sam nie umiem na to pytanie odpowiedzieć. I to nie tylko ja, nie odpowie na nie żaden inny fizyk. Na ich usprawiedliwienie możemy tylko powiedzieć, że fizyków problemy te nie trapią, gdyż zajmują się innymi, które uważają za ważniejsze. Kto wie, czy mają rację, niejednokrotnie bowiem zdarzyło się w historii nauki, że z pozoru mało istotne spostrzeżenie było początkiem epokowych odkryć... Może więc ktoś z was (niekoniecznie zaraz) uzupełni teorię ślizgania się? Spróbujcie i podzielcie się swoimi spostrzeżeniami. Ja też chciałbym wiedzieć, co się dzieje pod moimi łyżwami, kiedy radośnie sunę po tafli lodowej. I na koniec, gdy już jest mniej więcej jasne, co jest niejasne, ostatnie, nieco przewrotne pytanie: skoro łyżwy lepiej robić ze stali mlii z plastyku, to dlaczego ślizgi nart wykonuje się z tworzyw sztucznych? Przecież śnieg to też zestalona Zbigniew Płochocki
|
Znacie na pewno doświadczenie z bryłą lodu, którą przecina drut obciążony na końcach. Po pewnym czasie drut przechodzi przez lód na wylot. Dzieje się tok dlatego, że drut wywiera na lód ciśnienie, temperatura topnienia lodu obniża się pod drutem się on topi (nawiasem mówiąc, bryła nie zostanie przecięła, bo z kolei woda nad drutem jest już pod normalnym ciśnieniem j na powrót zamarza; zjawisko to nazywamy regelacją lub przemarzaniem lodu). To wiemy - powiecie - ale co to ma wspólnego z plastykową łyżwą? Chwileczkę... Czy wszystko będzie przebiegać tak samo, gdy drut metalowy zastąpimy żyłką nylonową? Niestety, nie! Żyłka będzie wędrować przez lód znacznie, znacznie wolniej. I prędzej bryła lodu się stopi, niż doczekamy się przeniknięcia przez nią żyłki. Wniosek stąd prosty. Nie wystarczy samo ciśnienie. Aby lód się stopił, musi otrzymać także pewną ilość energii cieplnej. A ponieważ nylon jest złym przewodnikiem ciepła, doświadczenie udaje się tylko wówczas, gdy do cięcia lodu użyjemy drutu, bo metal z kolei jest dobrym przewodnikiem. A więc stal, z której zrobiona jest łyżwa, jako dobry przewodniki ciepła dodatkowo sprzyja powstawaniu warstewki wody pod łyżwą. I dlatego łatwiej jest ślizgać się na łyżwach metalowych niż na plastykowych.
św. Ekspedyt
Modlitwa do św. Ekspedyta
Litania do św. Ekspedyta
św. Elfeg
św. Leon IX
Urodziny jeżyka Jasia
Modlitwa o Cud
Tajemnica Szczęścia
Modlitwy do św. Rity
Litania do św. Józefa
Jezu, Ty się tym zajmij - Akt oddania się Jezusowi
Godzina Łaski 2023| [ Strona główna ] |
|
Modlitwy | Zagadki | Opowiadania | Miłość | Powołanie | Małżeństwo | Niepłodność | Narzeczeństwo | Prezentacje | Katecheza | Maryja | Tajemnica Szczęścia | Dekalog | Psalmy | Perełki | Cuda | Psychotesty | Polityka Prywatności | Kontakt - formularz | Kontakt
© 2001-2024 Pomoc Duchowa |