Tilsynelatende kan du kjempe mot en løve I San Antonio Zoo. OK, det er ikke den slags kamp-det er en krigsslag. Det er et tykt tau som passerer gjennom et hull. I den ene enden er det en løveunge. På den andre enden av tauet kan det være tre profesjonelle WWE wrestlers. Hvem vinner? Bryterne vinner ikke. Men det er også litt fysikk her.
Det handler om friksjon
en typisk tautrekking handler egentlig ikke om styrke—det handler om friksjon. Det spiller ingen rolle hvor sterk du er hvis du ikke har nok friksjon for å holde deg fra å glide. La meg vise deg. Her er en kraft diagram for to personer i en tautrekking.
hver trekker (person som trekker på tauet) har i hovedsak fire krefter som virker på dem. Det er den nedadgående vekten som balanseres av oppadgående trykk på bakken. Siden personen trekker på tauet, trekker tauet på personen i motsatt retning (dette på grunn av den to-endede naturen av krefter). Til slutt er det friksjonskraften mellom personen og bakken. Hvis ingen «vinner», legger alle disse kreftene opp til null og personen forblir i ro. For å begynne å bevege seg i vinnende retning, må friksjonskraften være større enn kraften fra tauet.
denne» to-endede » naturen av krefter betyr at krefter kommer i par og er et samspill mellom to objekter. Det spiller ingen rolle hvor hardt personen til venstre trekker på tauet, det samme tauet trekker på den personen. Så hvis du skulle øke din trekk til 1000 Newtons—det samme tauet trekker på begge mennesker. Så nøkkelen er den andre kraften som virker i horisontal retning: friksjon.
maksimal friksjonskraft avhenger av to ting. Det avhenger av hvilke typer overflater som interagerer (kanskje det er gummi på en sko som interagerer med et betonggulv) hvor noen overflater bare har mer friksjon enn andre. Du kan virkelig ikke endre denne delen i en tautrekking. Friksjonskraften avhenger også av normalkraften. Den normale kraften er kraften som de to flatene skyves sammen med. I tilfelle av denne enkle krigen over, skyver bakken opp med en kraft som er lik gravitasjonsvekten til personen. Dette betyr at tyngre mennesker vil ha en større friksjonskraft som virker for å hjelpe til med å vinne en krig.
Å, legg merke til at i human vs lion tug of war er menneskene på en annen overflate enn løven. Hvem har fordelen? Det er sannsynligvis løven siden hun kunne ha ujevnt underlag som ville tillate henne å bruke mer enn bare ren gammel glidende friksjon.
Så det handler egentlig om masse
hvis du har to deltakere på like grunn med lignende friksjonsmaterialer, betyr masse. Hvis personen til venstre har halvparten av personens masse til høyre, vil de ha halvparten av friksjonen. Dette betyr at det er ganske vanskelig å slå en tyngre trekker.
hva med løven? Dette ser ut som en ung løve-hun kunne ha en masse på ca 120 kg (opp til kanskje 182 kg). En typisk massiv menneskelig bryter kan ha en masse på rundt 90 til 100 kg. Tre mennesker vil trolig ha mer masse enn en enkelt kvinnelig løve. Sannsynligvis. Menneskene bør ha en fordel i massen.
Det handler også om taufriksjon
Vent! Dette er ikke en vanlig tautrekking. Tauet er ikke rett. La du merke til det? Dette kan gjøre en stor forskjell ved at den kan legge til en annen friksjonskraft i spill. La meg vise deg hvordan dette fungerer med et diagram over tauet sett fra toppen der det passerer gjennom glasset.
den lille gule prikken er bare en del av tauet. Hvis tauet er i ro, må kreftene på denne delen av tauet legge opp til null (som jeg har trukket til siden). Og her er nøkkelen: trekk fra menneskene og trekk fra løven er ikke i motsatt retning. Det er ingen måte disse to kreftene kan legge opp til null. Veggen må også skyve på tauet (til opp og til høyre som vist i diagrammet). Denne veggkraften er en normal kraft-ja, den samme typen normal kraft som kan produsere friksjon.
Siden det er en normal kraft på tauet, kan det også være en friksjonskraft. Selvfølgelig er dette et tau som gnider mot glatt stål, slik at det normalt ikke kan være en stor friksjonskraft. Men med en stor normal kraft kan du også få en betydelig friksjonskraft.
men hvilken vei virker friksjonskraften? Hvis friksjon hadde følelser (som det ikke gjør—det er bare en kraft), vil det forbli rolig. Friksjon virker i en retning for å hindre at de to flatene glir. Hvis menneskene trekker hardere enn løven, vil løven få nytte av friksjon slik at tauet ikke glir mot menneskene. Men hvis løven trakk hardt, ville friksjonskraften bytte side.
Så, hvem har fordelen med friksjon? Fordelen går til taperen (sannsynligvis løven).
hvis du vil ha en ekte rettferdig kamp mellom mennesker og en løve, må du ha et rett tau. Det ville også være best å sette noen tennissko på løven og ha henne på sement.
Flere Flotte KABLET Historier
- hustlers fyre kryptovaluta markedsføring maskin
- denne eliten Microsoft hacker team holder Windows-Pcer trygge
- den strålende årvåkenhet Av Seattles enorme ny tunnel
- En ny æra Av Frankensoftware er over oss
- FOTO ESSAY: Inne I Arktis circle, golden hour har ingenting på golden day
- Få Enda Mer Av Våre Inside Scoops Med Vårt Ukentlige Backchannel nyhetsbrev