STOLBOV STUDY | ФИЗИКА для взрослых и детей

Смотрим карбон в микроскопМой коллега - фанат Формулы-1. Когда он ездил на гонки, привез трофей в виде кусочка карбоновой обшивки разбившегося болида. А так как у нас периодически появляется желание совать в микроскоп все подряд, решили посмотреть на плетеные волокна.Впрочем, вау-эффекта, как с насекомыми не будет. Внешне уложенные под определенным углом слои похожи на дерево в фанере. Довольно привычно, но наталкивает на мысль о заимствовании технологий. Прикладываю картинки с разными увеличениями. Дерево и бумагу мы, кстати смотрели недавно. Кстати, просто так если смотреть на поверхность, ничего особо не видно, просто царапины шлифовки. Самое интересное нашли в месте излома, где все внутренности раскрылись. Получилось нормально увеличиться и разглядеть отдельные волокна. Поверхность их довольно гладкая, а толщина нитей примерно 5 мкм. Ставим 50 реакций, и я лезу не в свою область и делаю пост о производстве карбона.Смотрим карбон в микроскопМой коллега - фанат Формулы-1. Когда он ездил на гонки, привез трофей в виде кусочка карбоновой обшивки разбившегося болида. А так как у нас периодически появляется желание совать в микроскоп все подряд, решили посмотреть на плетеные волокна.Впрочем, вау-эффекта, как с насекомыми не будет. Внешне уложенные под определенным углом слои похожи на дерево в фанере. Довольно привычно, но наталкивает на мысль о заимствовании технологий. Прикладываю картинки с разными увеличениями. Дерево и бумагу мы, кстати смотрели недавно. Кстати, просто так если смотреть на поверхность, ничего особо не видно, просто царапины шлифовки. Самое интересное нашли в месте излома, где все внутренности раскрылись. Получилось нормально увеличиться и разглядеть отдельные волокна. Поверхность их довольно гладкая, а толщина нитей примерно 5 мкм. Ставим 50 реакций, и я лезу не в свою область и делаю пост о производстве карбона.

Вот еще нашел статью где показывают как происходит деформация тормозного диска по торможении с 200 до 50 км/ч. И еще распределение температуры по окружности диска, где видны те самые горячие точки.На этой картинке, как раз, показано, что через 10 секунд после окончания торможения форма диска уже в процессе возвращения в исходное положение. P.S. я не знаю почему у них по оси абсцисс отложен не угол а ангел)

Что происходит с тормозным диском при торможении?Как я уже говорил в предыдущем посте про сварку трением, тормозной диск при торможении разогревается до высоких температур. Сейчас покажу, что я вычитал из немецкого источника — диссертации, представленной в Техническом университете Дармштадта в 2009 году. В интернете очень много разрозненной информации, а этот источник мне понравился. Поскольку в Германии хорошо развита автомобильная промышленность и она славится знаменитыми марками, которые не нуждаются в представлении, научная база в этой отрасли, по-видимому, тоже серьёзная.Итак, тормозной диск при торможении разогревается очень неравномерно. Спустя некоторое время после начала торможения на нём с определённой периодичностью возникают так называемые горячие точки (hot spots), в которых температура может достигать 800–1000 °C. На первом рисунке — изменение распределения температуры в диске в разные моменты времени от начала торможения (от 2 до 15 секунд). Горячие точки здесь — от розового до белого цвета, если судить по температурной шкале.Мы знаем, что при нагреве металл расширяется, и в местах с наибольшей температурой он расширяется сильнее. Таким образом, возникает неравномерная деформация — в горячих точках металл сильно «плывёт», а рядом с ними практически не деформируется. Из-за этого диск меняет свою геометрию, его начинает «вести», и в итоге он искривляется, приобретая форму, как на втором рисунке.В результате возникает низкочастотная вибрация — то, что мы ощущаем в руле, когда тормозим на больших скоростях. Если продолжать тормозить, когда уже возникли горячие точки и диск стал волнообразным, то в местах «вспученного» металла усиливается давление (он же там стал толще и сильнее давит на колодку), и температура растёт ещё сильнее, а значит, диск ещё больше деформируется в этих точках. Возникает порочный круг, который всё сильнее разогревает и деформирует диск. В науке это называется положительной обратной связью.Почему же диск не портится долгое время?Во-п

Традиционно май оказался довольно тяжелым, т.к. это пора усиленной подготовки к экзаменам. В этот раз еще наложились командировка, автомобильные делишки с приходом тепла и много основной работы. Поэтому, как вы могли заметить, май на посты не был богат. Плюс ко всему, я нечаянно не туда нажал и удалил пост про инвары 😁. Сейчас все разгребаю и стараюсь входить в прежний режим. А пока вхожу, прошу вас написать в комментариях, на какие темы вам было бы интересно почитать следующие посты. Может вы будете источником вдохновения)

Как направить трение в нужное русло?Человечество, развивая машиностроение, идет по пути наибольшего избавления от такого неприятного и мешающего работать механизмам фактора, как трение. Придумывает различные смазки, полирует поверхности и т.д. Кстати, коллеги уже сделали отличный и веселый пост про смазки.Как мы знаем, в процессе трения выделяется большое количество тепла. Тормозные диски автомобиля, например, могут разогреваться выше 600 градусов, а когда мы сверлим дырку в стене, то потом не можем прикоснуться к сверлу. Но что если это выделяющееся тепло направить туда, где оно нужно, например, на локальное расплавление металла?Как вы уже поняли, сегодня мы поговорим об интересном способе соединять детали — о сварке трением. О том, что такое обычная дуговая сварка и обо всех ее физических принципах, я рассказывал в двух частях (раз и два).Самый простой способ соединить две детали сваркой трением — это раскрутить одну и во время вращения плотно прижать к другой. Чем сильнее раскрутим и прижмем, тем больше будет возникать сила трения. Ведь она зависит от силы давления одной детали на другую, а количество выделяющегося тепла — от того, как долго и с какой силой детали трутся. Таким образом, проще всего использовать сварку трением для соосных цилиндрических деталей — труб, валов, дисков, колец и др.На первом этапе соприкосновения вращающихся деталей происходит разрушение силой трения оксидных и жировых пленок на металле. Затем происходит сглаживание шероховатостей и образование идеально гладких поверхностей — наилучших условий для их соединения. После этого происходит многократное разрушение межатомных связей и образование новых, тем самым заставляя атомы быстро двигаться, а усиление колебаний атомов приводит к нагреву материала.Таким образом, при большой силе трения металл может нагреваться в месте контакта до высоких температур, вплоть до температуры, когда он становится очень текучим, но еще не жидким.Продолжающееся вращение перемешивает металл нагретых поверхносте

Вы когда-нибудь задумывались, почему возникает пробка при сужении проезда?Меня иногда посещают странные ассоциации с похожими явлениями из физики, а иногда, в силу создания научпоп-контента, я намеренно ищу такие аналогии. Сегодня поделюсь мыслями, которые случайно пришли мне в голову, когда я стоял в пробке и размышлял о причинах её возникновения.При сужении проезжей части и уменьшении количества полос возникает эффект так называемого бутылочного горлышка: пропускная способность всей системы ограничивается количеством «вещества», проходящего через это узкое место. Однако, на мой взгляд, аналогия с бутылочным горлышком не совсем уместна — ведь в бутылке обычно находится жидкость, которую можно рассматривать как сплошную среду. Сплошная среда — это упрощение в физике, когда вещество представляется единым целым и равномерно заполняет пространство, а не состоит из отдельных атомов и молекул.Для сплошной среды (жидкостей и газов) существует уравнение неразрывности струи. Оно говорит о том, что расход вещества при любой площади сечения трубы остаётся постоянным. Иными словами, если жидкость текла в трубе большого сечения с какой-то скоростью, то при сужении трубы скорость течения увеличивается, и через узкое место проходит то же количество жидкости в единицу времени. То есть при переходе жидкости из бутылки в горлышко она начинает течь быстрее.Таким образом, если рассматривать поток автомобилей как сплошную среду, то при въезде в узкий проезд они просто должны ускоряться — и тогда никаких пробок бы не было.Проблема, конечно, в том, что множество движущихся автомобилей не работает как сплошная среда. Машины, заезжающие с боковых полос в центральные, не могут ускориться — водители боятся столкновения при перестроении. У автомобилей есть водители со своими характерами, которые не могут договориться друг с другом, кто проедет первым. Сюда добавляется разное время реакции каждого водителя и запаздывающее начало движения каждого следующего автомобиля в цепочке — это превращает

Принес вам немного вайбов сталеплавильного цехаПринес вам немного вайбов сталеплавильного цеха

Сегодня на заводе

Как работает толщиномер?Продолжим автомобильную тему, т.к. многим зашел пост о материалах, из которых изготовлен кузов авто. Сегодня поговорим о популярных устройствах – толщиномерах, которыми измеряют толщину покрытия на металле.На самом деле толщиномер, можно сказать, относится к устройствам неразрушающего контроля – отдельной области науки и техники, занимающейся поиском дефектов и измерением свойств материалов без их разрушения. Рассмотрим, как он работает.На самом деле устройство нехитрое и основано на известной нам еще со школы электромагнитной индукции. И здесь есть два разных принципа, по которым толщиномер определяет толщину покрытия на железе и на немагнитных цветных металлах.Внутри устройства находится катушка, в которой генерируется переменный ток. А переменный ток, как мы знаем, создает переменное магнитное поле. Когда мы подносим прибор к железу, которое, как известно, является ферромагнетиком, оно из-за очень высокой магнитной проницаемости концентрирует магнитный поток внутри себя, и поле возле поверхности локально усиливается. Подробно о ферромагнетиках я рассказывал в большом посте.Такое изменение магнитного поля возле поверхности железа фиксирует датчик, в котором находится еще одна – приемная – катушка. Переменное магнитное поле индуцирует в ней ток, и этот ток измеряется. Само лакокрасочное покрытие почти не влияет на магнитное поле, но создает расстояние между прибором и металлом. А магнитное поле быстро ослабевает по мере удаления от поверхности. Поэтому чем толще покрытие, тем дальше прибор находится от железа, тем слабее магнитное поле и тем слабее сигнал в приемной катушке.Когда известна зависимость величины магнитного поля (или «приемного» тока) от расстояния, прибор калибруют и получают значения толщины покрытия.В немагнитных металлах, таких как медь, алюминий, цинк и пр., такая схема не прокатит, т.к. магнитная проницаемость у них слабая, и сигнал будет слишком маленьким. Здесь работает другой принцип – вихретоковый.Когда катушка с перем