2013年1月30日

生活科學-力學-助滑墊


有一天,在陪小朋友寫作業的時候,突然就想研究他現在正在坐的座椅
因為發現它特別容易滑動,只是究竟為什麼?

翻開座椅之後,發現內部是空心的,所以重量減輕了許多
不像從外觀這樣看來如此沉重,而這其實牽涉到一個影響摩擦力的因素:正向力

由於房間中的地板是瓷磚鋪設而成,所以不像大理石地板那般粗糙。有時候想挪動物品擺設方位藉以轉換心情時,就會需要大破壞與大建設的運動了。但是對於書櫃來說,得先清空裡面的書籍及玩具,減輕一部份重量的書櫃會比較好搬動或比較容易推移,但是相對的復原工作也慢。

若是櫃子是開放式的,那拿起東西來還比較輕鬆;如果是有玻璃門的設計,開開關關的就頗為費事。所以減少正向力這個因素,其實是移動櫃子或床墊最首要的考量因素。
而這正是另外一個影響摩擦力的因素:接觸面性質
光滑與否都是容不容易移動的關鍵

通常比較需要常常移動的家具(櫃子或架子等)底部都會附有這種裝置
既然無法改變使用者家中地板的狀況,那就改變家具底部接觸面的光滑程度

這種助滑墊通常是矽膠所製成,質地堅硬但表面沒有細微紋路。細緻光滑的表面有助於減少摩擦力,因此也就能推得輕鬆又愉快。如果是像照片中那種紋路密密麻麻的皮革直接跟地板接觸的話,那肯定是費力許多。
既然都把小朋友叫起來了,就聘請他充當一下臨時模特兒吧
看他很有興趣的樣子,所以也順便請他感覺一下

若以小朋友的力量都可以推動的話,那肯定是件輕鬆的差事

摩擦力對於我們來說,可說是又愛又恨的一種力量。當我們需要它的時候,就要大費周章的增加;當我們不需要它的時候,偏偏又千方百計的想要減少它。
生活當中又不能沒有它。用手拿筆;在鞋底增加摩擦力時就可以跑得穩一點;投棒球時想要變化軌跡時,跟流體間的摩擦力也有關係。汽車廣告中強調的操控性能,也不能不增加抓地力與煞車效果,所以胎紋顯得格外重要。
那一種方式比較輕鬆?斜向下推還是斜向上拉?

沒有了它,怎麼穩穩地移動到淋浴間內,又怎麼拿起蓮蓬頭?怎麼用刀叉、筷子吃東西?連想用手拿都不行!沒有了它,如何用衛生紙清潔髒污?也許你會想,那不是剛好,連X門(消化系統的末端出口)都不用剪大便了…

但是有了它,就有所謂能量的耗損,當機械零組件摩擦力大的時候,有一大部分能量會轉換成無用的熱能散逸,轉換效率也降低了許多。所以還是要有對應的解決辦法,像是加油潤滑、使用輪子等可以讓所作的功可以得到最大的利用。

不過最近才發生一件事,往年考上第一志願的畢業生都可以獲得地方士紳熱心贊助的腳踏車一輛,只是今年這一屆畢業生考得還不錯,所以送出了好多輛。只不過當大家一起從慶安宮(國家古蹟)拜拜完,準備出發往慶功宴會場的時候,一輛嶄新的腳踏車就在半途中拋錨了。奇怪的是,踏板可以轉,鏈條也沒鬆脫,齒輪也會動,但是車子就是不會前進。一輛全新的車子就這麼被暫時鎖在路邊待修…

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