Kitka

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Tämä kitkan laskeminen on minulle vähän epäselvä. Osaan sen kyllä laskea, mutta joku siinä vaivaa. Liike kitkahan on pienempi kuin lepokitka. Ja liikekitkasta puhutaan silloin kun kappale on liikkessä. Eli jos kappale liikkuu 2 milliä/1000 vuotta, voidaan puhua liikekitkasta. Ja jos taas kappale liikkuu 100km/h, voidaan edelleen puhua liikekitkasta. onko kitkavoima sama kummassakin tapauksessa? Mielestäni ei.

No, toinen juttu. Lasketaan voima joka vähintään tarvitaan jonkin kappaleen vetämiseen tietyllä pinnalla, ja kitkavoima tiedetään. Saadaan tulokseksi vaikka 100N. Tarkoittaako tämä sitä, että teoriassa kappale liikkuu äärettömän hitaasti, eikä siis liikukkaan. Vai muuttuko lepokitka simsalapim liikekitkaksi vaikka kappale tarvitsee äärettömän ajan liikahtaakseen yhtään ja näin ollen kappale liikkuukin? Tarvitaanko kappaleen liikkumiseen tuolla 100N siis äärettömästi aikaa vai onnistuuko se äärellisessä ajassa?

Kommentit (4)

Vierailija

Puhutaan dynaamisesta kitkasta ennemmin kuin liikekitkasta. Jälkimmäinen on peruskouluopetuksen tarpeisiin tehty yksinkertaistus.

Kitka jakautuu mekaaniseen ja "kemialliseen" kitkaan, josta kemiallinen kitka on se joka aiheuttaa pääosan kitkasta staattisessa eli "lepokitkassa". Kemiallista kitkaa voi esiintyä myös liikkeen aikana, esimerkiksi kiihdytysauton renkaissa jotka kirjaimellisesti liimaantuvat tiehen pehmeän kumiseoksen takia.

Mekaaninen kitka on liikkeen aikana vallitsevin kitka perinteisessä hiekkapaperi-ja-puukalikka lukion fysikkademonstraatiossa. Siinä kappaleiden pinnan epätasaisuudet painuvat toisiinsa ja hidastavat etenemistä. Kappale siis "pomppii" epätasaisen pinnan päällä.

Ei ole mitään tarkkaa rajaa missä staattinen kitka vaihtuu dynaamiseksi kitkaksi ja päinvastoin. Kitkakuvaajasta voidaan löytää piikki, jossa staattisen kitkan voimat romahtavat, mutta sekin riippuu vedon nopeudesta.

Jos tarpeeksi hitaasti kiskoo, niin kai on periaatteessa mahdollista että kappaleiden rajapintojen molekyylisidokset "valuvat" nesteenomaisesti ja pikkuhiljaa kappale liikkuu täysin "lepokitkan" vaikutuksen alaisena.

H
Seuraa 
Viestejä2622
Liittynyt16.3.2005
aleksialeksi
Liike kitkahan on pienempi kuin lepokitka. Ja liikekitkasta puhutaan silloin kun kappale on liikkessä. Eli jos kappale liikkuu 2 milliä/1000 vuotta, voidaan puhua liikekitkasta. Ja jos taas kappale liikkuu 100km/h, voidaan edelleen puhua liikekitkasta. onko kitkavoima sama kummassakin tapauksessa? Mielestäni ei.

No, toinen juttu. Lasketaan voima joka vähintään tarvitaan jonkin kappaleen vetämiseen tietyllä pinnalla, ja kitkavoima tiedetään. Saadaan tulokseksi vaikka 100N. Tarkoittaako tämä sitä, että teoriassa kappale liikkuu äärettömän hitaasti, eikä siis liikukkaan. Vai muuttuko lepokitka simsalapim liikekitkaksi vaikka kappale tarvitsee äärettömän ajan liikahtaakseen yhtään ja näin ollen kappale liikkuukin? Tarvitaanko kappaleen liikkumiseen tuolla 100N siis äärettömästi aikaa vai onnistuuko se äärellisessä ajassa?


Hyvää pohdintaa. Koulussa esitetyt kaavat ovat useimmiten yksinkertaistuksia, jotka kuitenkin toimivat riittävällä tarkkuudella normaali elämässä. Niiden pohjalta ei kuitenkaan voi tehdä päätelmiä ääritapauksista. Kitka in siinä mielessä poikkeus, että sille ei oikeaa kaava voisi antaakaan, koska sille ei vieläkään ole kunnollista mallia.

Tiedetään, että kitkavoima riippuu erityisesti materiaaleista ja pinnankarheuksista, mutta tilanteesta riippuen tekijöitä voi olla montakin. Se sisältää myös eksponentiaalisen aikatekijän. Siis pintojen ollessa paikallaan kitkavoima kasvaa kaavan A*exp(B*t) mukaan eli lepokitkan suuruus rippuu myös siitä, kuinka kauan pinnat ovat olleet paikoillaan.

Vierailija

Tuosta muistui mieleen Suomalaiskeksintö liittyen rekiin. Raskaasti lastattua rekeä ei tahdottu saada liikkeelle suoralla vedolla. Joku, jota en nyt muista, keksi tehdä akselin kiinnitykseen välyksen, jolloin kuorman kineettinen energia auttoi voittamaan kitkan.

Myöhempi keksintö koski hydrokopteria, jossa runkoa tärisyttämällä saatiin kitka pienemmäksi.

Vierailija
tietää
Tuosta muistui mieleen Suomalaiskeksintö liittyen rekiin. Raskaasti lastattua rekeä ei tahdottu saada liikkeelle suoralla vedolla. Joku, jota en nyt muista, keksi tehdä akselin kiinnitykseen välyksen, jolloin kuorman kineettinen energia auttoi voittamaan kitkan.

Mikäli nyt puhutaan siitä mistä luulen, niin kyseistä keksintöä on kutsuttu "nytkäksi". Nytkälle tuskin voidaan nimetä yhtä keksijää, sillä samaan oivallukseen päätyivät useammatkin 50-luvun traktorimiehet, ja malleja oli monia, mutta monista eri malleista voitaneen mainita ainakin Heiniemen nytkä, jonka keksivät serkukset Osmo ja Antti Iso-Heiniemi. He hakivat keksinnölleen patenttia 1955, mutta sen hyväksyminen kesti vuoteen 1961, jolloin patentilla ei ollut enää merkitystä, sillä siinä vaiheessa savottamiesten reet oli jo ehditty varustaa erilaisilla nytkälaitteilla, ja 60-luvulla saivat maataloustraktorit tehdä jo tilaa varsinaisille metsätraktoreille.

Toinen mainitsemisen arvoinen nytkä lienee Aulis Kummalan keksintö, tietääkseni sitä ei patentoitu, mutta Metsähallitus huomioi keksinnön palkitsemalla keksijää kunniakirjalla ja rahapalkinnolla (1957).

Uusimmat

Suosituimmat