Kérdés: Hároméves kisfiam meghökkentett ma reggel. A kezével törölt le valamit az ablakról, és azt kérdezte, miért csikorog a bõre az üvegen. Nem tudtam. Tudja valaki?


1. válasz: Gyakran elõfordul, hogy a törlés vagy dörzsölés nagyfrekvenciás rezgéssé alakul át. Az ok rendszerint a tapadási-csúszási súrlódás.

Amikor egy felületet elkezdünk egy másikon elõrelökni, a súrlódás ellenáll a mozgásnak. De ha a tolóerõt növeljük, elérünk egy küszöböt, ahol a súrlódást legyõzzük, és megindulhat a csúszás. Ekkor más kisebb erõvel kell a tárgyat mozgatnunk.

Ha az egyik tárgy rugalmas, mint a bõr, a növekvõ erõre deformációval válaszol. Miközben az ujjunk hegyét az üveghez tapasztja a súrlódás, a bõr alakja megváltozik annak az erõnek a hatására, amellyel mozgatni akarjuk. Amikor a csúszás megindul, a bõr majdnem az eredeti alakjába ugrik vissza. De az alakváltozás miatt a súrlódás hatása megint nõ, és az ujj mozgása egy pillanatra megáll, miközben a bõr újra deformálódik. Az egyenletes tolás másodpercenként több száz deformációt hoz létre, ami hallható hanghullámokat kelt.

De miért viselkedik így a súrlódás? Mikroszkopikus skálán minden felület durva. Amikor a felületeket érintkezésbe hozzuk, igazából csak a legkiállóbb pontjaikon találkoznak. Ezek igyekeznek egymásba kapcsolódni, ami akadályozza a mozgást. Amikor erõsítjük a tolást, a valódi érintkezési felület nõ, mert minden puha felület, például a bõr is, úgy deformálódik, hogy szorosabban illeszkedjen a másik felület szabálytalanságaiba. Ezért a mozgás ellen ható súrlódási erõ nõ. Amikor az ujj elkezd csúszni, a kiálló részek lepattannak egymásról, és kevésbé akadályozzák a mozgást.

Richard Hann, Ipswich, Suffolk


2. válasz: A bõr nem okoz zajt. Az üveg viszont igen. A papírtól a titánig minden anyag rezgésbe jöhet gerjesztés hatására. Az üveg sem kivétel. Az üvegtáblában, mint minden más anyagban, harmonikus sorozatok vannak, és a dörzsölés típusa határozza meg, milyen "zenei hang" vagy harmonikus "kel életre".

Nemcsak az ujjunk kelt csikorgást. Amikor mosószerrel és újságpapírral mossuk az ablakot, még hangosabb a zaj. A hangmagasságot is jobban szabályozhatjuk így. Ha a papírt lassan mozgatjuk, morgást hallunk, és ha a tábla elég nagy, az egész üveg rezeg. Ha egy kisebb területet dörzsölünk gyorsabban, fültépõ magas hangokat "csalogathatunk elõ".

Martin James, Auckland, New Zealand
 


Vissza a kérdésekhez
The Last Word Archive
Copyright New Scientist, RBI Limited 1998
For more science news and views, check out New Scientist