Konparaketa zehatz honek marruskaduraren eta erresistentzia-indarren arteko oinarrizko desberdintasunak aztertzen ditu, fisikan bi erresistentzia-indar kritiko direnak. Biak mugimenduaren aurka egiten duten arren, ingurune desberdinetan jarduten dute —marruskadura batez ere gainazal solidoen artean eta erresistentzia-ingurune fluidoetan—, ingeniaritza mekanikotik hasi eta aerodinamikara eta eguneroko garraio-eraginkortasunera arte dena eragiten dute.
Nabarmendunak
Marruskadura konstante mantentzen da abiadura desberdinetan, eta erresistentzia, berriz, esponentzialki hazten da objektuak azkarrago mugitzen diren heinean.
Marruskadura solidoen artean soilik gertatzen da, eta arrastatzeak, berriz, airea edo ura bezalako fluido bat behar du.
Gainazalaren azalerak nabarmen aldatzen du marruskadura-indarra, baina ia ez du eraginik oinarrizko irristatze-marruskaduran.
Marruskadura sinpleak ez bezala, objektu baten formak eta "arraildurak" eragiten dute marruskadura-potentzia.
Zer da Marruskadura?
Bi gainazal solido bata bestearen gainean irristatzen edo irristatzen saiatzean sortzen den erresistentzia-indarra.
Marruskadura bi objektu solidoren arteko interfazean dagoen indar lokalizatua da, hala nola errepidean dagoen pneumatiko bat edo mahaian dagoen liburu bat. Marruskadura, askotan airearen erresistentzia edo erresistentzia hidrodinamikoa deitua, objektu baten inguruan globalki gertatzen da, likido edo gas bateko atomoak desplazatzen dituenean. Marruskadurak solidoen arteko kontaktu fisiko zuzena behar duen bitartean, marruskadura objektu batek inguruko ingurunearen molekulekin elkarreragitearen emaitza da.
Abiadurarekin duen harremana
Desberdintasun esanguratsuenetako bat abiadurak indar hauetan duen eraginan datza. Marruskadura zinetikoa nahiko konstante mantentzen da objektu bat zein azkar irristatzen den kontuan hartu gabe, baldin eta gainazalek propietateak aldatzen ez badituzte. Aldiz, marruskadura-indarra oso sentikorra da abiadurarekiko; auto edo hegazkin baten abiadura bikoizteak normalean lau aldiz marruskadura-indarra sortzen du, abiadurarekin duen erlazio koadratikoa dela eta.
Azaleraren eragina
Oinarrizko fisikako eredu askotan, bi solidoen arteko marruskadura ez da aldatzen kontaktu-azaleraren tamainaren arabera, baizik eta elkarrekin estutzen dituen pisuan jartzen da arreta. Marruskadura-indarra kontrakoa da, objektuaren "aurrealdeko azalerarekiko" zuzenean proportzionala baita. Horregatik, txirrindulariak makurtu egiten dira eta hegazkinak profil meheekin diseinatzen dira airean jotzen duen azalera minimizatzeko.
Jatorriak eta mekanismoak
Marruskadura batez ere gainazaletako irregulartasun mikroskopikoek elkarren artean harrapatzen direnean eta molekulen arteko lotura kimikoek eragiten dute. Marruskadura konplexuagoa da, fluidoa bidetik kentzeko behar den indarraren (formako marruskadura) eta objektuaren gorputzean zehar irristatzen den fluidoaren itsaskortasun edo biskositatearen (azaleko marruskadura-marruskadura) ondorioztatzen baita. 'Azaleko marruskadura' marruskaduraren osagai bat den arren, fluidoen dinamikaren arabera jokatzen du, solidoen mekanikaren arabera baino gehiago.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Marruskadura
Abantailak
+Ibiltzea eta heltzea ahalbidetzen du
+Ezinbestekoa balaztatze sistemetarako
+Potentzia transmisioa ahalbidetzen du (uhalak)
+Egiturei egonkortasuna ematen die
Erabiltzailearen interfazea
−Higadura mekanikoa eragiten du
−Nahi gabeko beroa sortzen du
−Makinaren eraginkortasuna murrizten du
−Lubrifikazio etengabea behar du
Arrastatu
Abantailak
+Paraxuta erabiltzea ahalbidetzen du
+Hegaldiaren kontrola ahalbidetzen du
+Gehiegizko oszilazioen moteltzea
+Uretan balaztatzen laguntzen du
Erabiltzailearen interfazea
−Erregaiaren kontsumoa handitzen du
−Abiadura maximoa mugatzen du
−Egiturazko berotzea eragiten du (hipersonikoa)
−Zarata turbulentoa sortzen du
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Marruskadura eta erresistentzia funtsean gauza bera dira, izen desberdinekin.
Errealitatea
Biak erresistentzia-indarrak diren arren, lege fisiko desberdinek arautzen dituzte. Marruskadura indar normalak eta koefiziente konstante batek definitzen dute, eta erresistentzia, berriz, fluidoaren dentsitatearen, abiaduraren eta mugitzen ari den objektuaren geometria espezifikoaren araberakoa da.
Mitologia
Pneumatiko zabalago batek marruskadura gehiago du eta, beraz, errepidean atxikimendu handiagoa.
Errealitatea
Amontons-en legearen arabera, marruskadura kontaktu-azalerarekiko independentea da. Pneumatiko zabalagoak lasterketetan erabiltzen dira batez ere beroa zabaltzeko eta kautxua urtzea saihesteko, marruskadura-indar teorikoa bera handitzeko baino.
Mitologia
Airearen erresistentziak abiadura oso handietan bakarrik du garrantzia.
Errealitatea
Marruskadura fluido baten barruan abiadura guztietan dago, baina abiadura handitzen den heinean, haren eragina are handiagoa da. Txirrindularitza abiadura moderatuetan ere (24-32 km/h), marruskadurak txirrindulari batek gainditu behar duen erresistentzia osoaren % 70 baino gehiago izan daiteke.
Mitologia
Objektu leunek beti dute marruskadura-erresistentzia txikiena.
Errealitatea
Hau ez da beti egia izaten; adibidez, golf pilota bateko zulotxoek turbulentzia geruza fin bat sortzen dute, eta horrek, hain zuzen ere, presio-erresistentzia orokorra murrizten du. Horri esker, pilotak esfera leun batek baino askoz gehiago bidaiatu dezake.
Sarritan Egindako Galderak
Zergatik kontsumitzen du auto batek erregai gehiago abiadura handian?
Auto baten abiadura handitzen den heinean, marruskadura-indarra abiadura horren karratuan handitzen da. Horrek esan nahi du motorrak askoz gehiago lan egin behar duela airean zehar bultzatzeko, eta horrek erregai-kontsumoaren igoera ez-lineala dakar. Autobideko abiaduran, airearen erresistentzia gainditzea da energiaren kontsumitzaile nagusia.
«Azaleko marruskadura» marruskadura edo arraste mota bat da?
Azaleko marruskadura teknikoki erresistentziaren osagai bat da. Fluido molekulen objektu baten gainazalaren kontra irristatzean sortutako marruskadurari egiten dio erreferentzia. Solido-solido marruskadura ez bezala, fluidoaren biskositatearen eta fluxu erregimenaren (laminarra vs. turbulentoa) menpe dago neurri handi batean.
Marruskadura existitu al daiteke hutsean?
Bai, marruskadura hutsean egon daiteke, baldin eta bi gainazal solido kontaktuan dauden eta elkarrekiko mugitzen badira. Izan ere, airerik edo kutsatzailerik gabe, metal batzuek "soldadura hotza" jasan dezakete, non marruskadura hain handia den ezen gainazalak elkar fusionatzen diren.
Arrastatzea existitu al daiteke hutsean?
Ez, ezin da existitu hutsune perfektu batean, marruskadura horrek erresistentzia emateko fluido-ingurune bat (gasa edo likidoa) behar duelako. Hutsune oso batetik mugitzen den objektu batek zero aire-erresistentzia edo marruskadura jasaten du, eta horregatik sateliteek urteak orbitan eman ditzakete atmosferak moteldu gabe.
Pisuak marruskaduran eragiten al du erresistentzia-ari eragiten dion bezala?
Pisuak ez du zuzenean handitzen marruskadura-indarra. Marruskadura zuzenean proportzionala da indar normalarekiko (askotan pisuarekiko), baina marruskadura objektuaren formaren, tamainaren eta abiaduraren arabera kalkulatzen da. Hala ere, objektu astunago bat fluido batean sakonago hondoratu edo deformatu egin daiteke, eta horrek zeharka alda dezake bere marruskadura-profila.
Zein indar da indartsuagoa: marruskadura ala erresistentzia?
Indar "indartsuena" abiaduraren eta ingurunearen araberakoa da erabat. Abiadura oso baxuetan edo objektu astunak gainazal zakarretan daudenean, marruskadura da nagusi normalean. Abiadura handitzen den heinean —adibidez, hegazkin baten aireratzean—, marruskadura bihurtzen da azkenean ingeniariek lehentasuna eman behar dioten indar askoz handiagoa.
Zein da marruskadura-koefizientea vs. marruskadura-koefizientea?
Marruskadura-koefizientea (μ) bi material espezifikoren arteko "garrantzia" adierazten duen erlazioa da. Arrastatze-koefizientea (Cd) dimentsio gabeko zenbaki bat da, objektu baten formak fluido batean zeharreko mugimenduari zenbat eusten dion kuantifikatzen duena. Biak erabiltzen diren arren erresistentzia kalkulatzeko, Cd geometrian oinarritzen da eta μ materialaren kontaktuan.
Nola murrizten dute ingeniariek erresistentzia-indarra?
Ingeniariek erresistentzia murrizten dute "arrazionalizazioaren" bidez, eta horrek objektuei forma ematea dakar, fluidoa haien inguruan leunki isurtzeko, turbulentzia minimoarekin. Horrek askotan objektu baten atzealdea estutzea (malko forma) eta aurrealdeko gainazala murriztea dakar, desplazatzen den fluidoaren bolumena minimizatzeko.
Epaia
Aukeratu marruskadura-ereduak elkarri lotzen zaizkion piezak dituzten sistema mekanikoak edo balazta-sistemak aztertzerakoan, non solidoen arteko kontaktua den erresistentzia-iturri nagusia. Erabili erresistentzia-kalkuluak ibilgailuak, jaurtigaiak edo atmosferan edo ur azpian mugitzen den edozein sistema diseinatzerakoan, non abiadura eta aerodinamika faktore nagusiak diren.