In de winter, waarom wordt de weg bij het busstation in sommige steden na een zware sneeuwval donkergrijs? Het blijkt dat er een dun laagje as is gestrooid.


Het effect van as is duidelijk. Zonder het zou het moeilijk zijn voor een rijdende auto om te stoppen; zonder het zou het moeilijk zijn voor een gestopte auto om te starten. Waarom heeft as dit effect?


Zoek een glazen bal of een metalen bal, en gebruik een hardcover boek of een gladde harde plank (zoals de schrijfblok) om een helling te bouwen. Plaats de kleine bal voorzichtig bovenaan de helling. De bal zal automatisch naar beneden rollen en een eindje op de gladde tafel rollen voordat hij stopt. Leg nu een laag ruwe stof onder de helling en doe de proef nog eens. Dan zal de bal niet erg ver rollen voordat hij stopt. Deze proef laat zien dat de grootte van de wrijving tussen twee voorwerpen verband houdt met de gladheid van het contactvlak - de oppervlakte is glad, en de wrijving is vaak kleiner; de oppervlakte is ruw, en de wrijving is groter. Op plaatsen waar we de wrijving moeten vergroten, moeten we het oppervlak ruw maken. Het as op de sneeuw doet precies dit. De ongelijke patronen op banden en zolen doen dit ook. Het matglas op het schoolbord wordt gebruikt omdat het oppervlak ongelijk is, waardoor het een bepaalde wrijving heeft. Mensen kunnen erop schrijven en krijtstrepen achterlaten. Evenzo, op plaatsen waar we geen wrijving nodig hebben, willen we altijd het oppervlak van objecten glad maken.


We kunnen nog een wrijvingsexperiment doen.
Zoek een dun ijzerdraad en een stuk ijs. Bevestig de ijsblok en trek het ijzerdraad heen en weer over het ijs zoals een trekzaag. Na een tijdje snijdt het ijzerdraad in een uiteinde van de ijsblok en komt uit het andere uiteinde.


Waarom kan het ijzerdraad de ijsblok zonder tanden doorsnijden? Het blijkt dat de wrijving tussen het ijzerdraad en het ijs hier een belangrijke rol speelt. De warmte die door wrijving wordt gegenereerd, smelt de ijsblok in water bij de snede, zodat het ijzerdraad langzaam in de ijsblok kan bewegen.


Wrijving heeft een grote bijdrage geleverd aan de menselijke geschiedenis. De Pekingmens van 500.000 jaar geleden had al geleerd om vuur te gebruiken. In die tijd werd het vuur uit het bos gehaald. Bliksem sloeg in droge bomen in het bos, waardoor er brand ontstond. Maar deze kans komt niet vaak voor. Om het vuur te behouden, moesten de primitieve mensen mensen sturen om het vuur te bewaken en constant brandhout toe te voegen aan het vuur. Later, na veel onderzoek van mensen, werden de methoden van hout boren om vuur te krijgen en stenen slaan om vuur te krijgen uitgevonden.

De mens creëerde de methode om vuur te krijgen en ging een nieuwe tijdperk binnen. Zelfs in de moderne tijd moet het luciferkopje worden gewreven om warmte te genereren om te ontsteken, en de aansteker moet ook tegen de vuursteen worden gewreven om vonken te produceren om te ontsteken. We passen nog steeds het principe van hout boren om vuur te krijgen toe.
Het principe van wrijving kan niet alleen ijsblokjes snijden, maar ook verschillende harde dingen snijden. De hoge temperatuur die door wrijving wordt gegenereerd, kan het wrijvingsdeel smelten of verzachten totdat het wordt afgesneden. Dit principe wordt gebruikt in de bouw en het leger.


Sommige fabrieken hebben een tandloze cirkelzaagblad geïnstalleerd voor het snijden van staal. Dit cirkelzaagblad heeft niet alleen geen tanden, maar is ook gemaakt van relatief zachte staalplaat. Er zit een watertank onder (soms kan er een waterleiding aan één kant van de aluminium plaat worden geïnstalleerd om automatisch water op het zaagblad te spuiten). Bij het snijden van staal draait het zaagblad met een zeer hoge snelheid. Een stuk staal van 44 cm lang en 8 mm dik kan in 2 minuten worden gezaagd.


Je vraagt je misschien af, het zaagblad en het werkstuk zijn in intense wrijving, en het zaagblad zal ook zacht worden door hitte. Wat moet ik doen? Er is een manier! Gebruik water om het zaagblad te koelen. Het stromende water zal te allen tijde de warmte van het zaagblad wegnemen, zodat de temperatuur van het zaagblad niet te hoog zal zijn, zodat het niet zacht zal worden. Maar het staal heeft geen koelcondities, dus de tandloze zaag kan "ijzer snijden als modder". Het werkstuk is stationair en het zaagblad draait, wat een belangrijk kenmerk is van de tandloze zaag. Wanneer het zaagblad en het werkstuk in wrijving zijn, moeten naast het genereren van warmte, de twee contactdelen ook breken of verdraaien en er slijtage optreden, maar in feite slijt het zaagblad zeer langzaam. Dit komt omdat het zaagblad draait en zijn contactpunten met het werkstuk verspreid zijn over de hele omtrek, terwijl de contactpunten tussen het werkstuk en het zaagblad vast zijn, dus het werkstuk veel meer kans heeft om te slijten dan het zaagblad.


Tegelijkertijd is het ook omdat het zaagblad een relatief zachte staalplaat is, die niet gemakkelijk breekt en na verdraaiing en vervorming zijn oorspronkelijke vorm kan herstellen. Het werkstuk is over het algemeen hard en bros en slijt gemakkelijk. Dit is het geheim dat het zaagblad 'het sterke met het zachte kan overwinnen'.

Wrijving kan niet alleen metaal snijden, maar ook metaal lassen. Het lassen van koper en aluminium was vroeger een probleem, en mensen gebruikten het principe van wrijving om warmte te genereren om het op te lossen: laat de motor de koperen delen snel draaien en laat vervolgens het niet-roterende aluminium deel onder sterke druk tegen het roterende koperen deel drukken. Het wrijvingsoppervlak van koper en aluminium zal hoge temperaturen produceren. Onder de hoge temperatuur zullen de contactvlakken van de twee metalen zacht worden en zullen de metaalmoleculen elkaar penetreren en opnieuw combineren. Na afkoeling zullen de twee metalen een onafscheidelijk geheel worden. Wrijvingswarmte speelt een belangrijke rol in dit proces.
Wrijvingswarmte kan mensen voordeel opleveren, maar kan in veel situaties ook mensen problemen bezorgen. Bijvoorbeeld, wrijving zal ervoor zorgen dat machines oververhit raken en energie verspillen, en zal ook ervoor zorgen dat machineonderdelen verslijten en vervormen. In dit geval moeten mensen die schadelijke wrijvingskrachten overwinnen en manieren vinden om warmte af te voeren.


Als een schip over zee vaart, moet het de natte wrijving tussen de romp en het water overwinnen. Maar zelfs met natte wrijving is het zeilen van het schip niet eenvoudig. Een sleepboot op het water trekt een binnenschip op een kalme waterspiegel. De sleepboot trekt de binnenschip met kracht, maar het binnenschip lijkt niet te willen bewegen, en het stalen draad is strak getrokken. Wie blokkeert het binnenschip om vooruit te gaan? Is het alleen natte wrijving? Het volgende experiment kan ons helpen de reden te vinden.

Vind een chopstick en een luciferdoosje, steek de chopstick in het luciferdoosje en steek een wierookstaafje aan. Houd het luciferdoosje met één hand omhoog en het aangestoken wierookstaafje met de andere hand, en plaats het wierookstaafje voor het luciferdoosje. Als er geen wind in de kamer is, zal de rook van het wierookstaafje verticaal opstijgen. Op dit moment blaas je met je mond een luchtstroom naar het luciferdoosje, en je zult verrast zijn dat de rook van het wierookstaafje eigenlijk in de richting van de luchtstroom blaast en naar de achterkant van het luciferdoosje drijft. Wat is er aan de hand?


De rook drijft naar de achterkant van het luciferdoosje, wat aangeeft dat de luchtdruk achter het luciferdoosje relatief laag is, waardoor de omliggende lucht daar naartoe stroomt en de rook daarheen drijft. Om het in de fysica uit te leggen, wordt er een wervelwind gevormd achter het luciferdoosje.


Als je met een relatief kleine kracht blaast, is de snelheid van de luchtstroom erg klein en zal de rook niet naar de achterkant van het luciferdoosje drijven. Pas als je hard blaast, zal dit fenomeen optreden. Dit toont ook aan dat een bepaalde snelheid van de luchtstroom een wervelwind kan vormen.


Beweging is relatief. De luchtstroom die op het luciferdoosje blaast en het luciferdoosje dat in de lucht beweegt, zijn in wezen hetzelfde. Een grote vierkante doosvormige "broodwagen" rijdt snel door de lucht en er zal een wervelwind achter ontstaan, waardoor stof vliegt.

Als een voorwerp snel beweegt, kan de lucht ervoor niet op tijd naar achteren bewegen, waardoor een tijdelijke regio van bijna vacuüm achter het voorwerp ontstaat. Wanneer deze regio verschijnt, zal de lucht eromheen zich haasten om deze te vullen, waardoor een wervelwind ontstaat.


De luchtdruk is laag in de wervelwind, dus voor een bewegend voorwerp is de druk aan de voorkant veel groter dan de druk in de wervelwind aan de achterkant, net zoals een sterke man die achter in de auto duwt en een klein kind dat vooraan duwt. Samen vormen ze een achterwaartse kracht, die verband houdt met de wervelwind. We noemen het wervelingsweerstand.

Kortom, de weerstand van een bewegend voorwerp omvat wrijvingsweerstand en wervelingsweerstand.