Talvella, miksi joidenkin kaupunkien linja-autoasemien lähellä olevat tiet muuttuvat tummanharmaan sävyisiksi lumimyrskyn jälkeen? On käynyt ilmi, että alueelle on levitetty ohut tuhkakerros.

Tuhkan vaikutus on ilmeinen. Ilman sitä liikkuvan auton pysäyttäminen olisi vaikeaa; ilman sitä pysähtyneen auton käynnistäminen olisi vaikeaa. Miksi tuhkalla on tämä vaikutus?

Etsi lasipallo tai metallipallo ja rakenna kovakantisesta kirjasta tai sileästä kovasta levystä (kuten kirjoituslaudasta) ramppi. Aseta pieni pallo varovasti rampin huipulle. Pallo vierii automaattisesti alas ja vierii sileällä pöydällä jonkin matkaa ennen pysähtymistä. Laita nyt kerros karkeaa kangasta rampin alle ja tee kokeilu uudelleen. Sitten pallo ei vieri kovin pitkälle ennen pysähtymistä. Tämä kokeilu osoittaa, että kahden kappaleen välinen kitka riippuu kosketuspinnan sileydestä - pinta on sileä, ja kitka on usein pienempi; pinta on karkea, ja kitka on suurempi. Paikoissa, joissa tarvitsemme lisätä kitkaa, meidän on tehtävä pinnasta karkea. Lumiin levitetty tuhka tekee juuri tätä. Renkaiden ja pohjien epätasaiset kuviot tekevät myös tätä. Luokan taululla käytetään himmeää lasia, koska sen pinta on epätasaista, mikä antaa sille tietyn määrän kitkaa. Ihmiset voivat kirjoittaa siihen ja jättää liitutaulun jälkiä. Vastaavasti paikoissa, joissa emme tarvitse kitkaa, haluamme aina tehdä esineiden pinnan sileäksi.

Voimme tehdä toisen kitkakokeilun.
Etsi ohut rautalanka ja jääpala. Kiinnitä jääpala ja vedä rautalanka edestakaisin jään päällä kuin saha. Jonkin ajan kuluttua rautalanka leikkaa toisesta päästä jääpalaan ja tulee ulos toisesta päästä.
Miksi rautalanka voi leikata jääpalaan ilman hampaita? On käynyt ilmi, että kitka rautalangan ja jään välillä on tässä tärkeässä roolissa. Kitkasta syntyvä lämpö sulattaa jääpalan vedeksi leikkauskohdassa, joten rautalanka voi liikkua hitaasti jääpalaan.

Kitka on tehnyt suuria palveluksia ihmiskunnan historiassa. 500 000 vuotta sitten elänyt Pekingin ihmisapina oli jo oppinut käyttämään tulta. Tuolloin tuli otettiin metsästä. Salama iski metsän kuiviin puihin ja aiheutti tulipalon. Kuitenkin tämä mahdollisuus ei ole yleinen. Jotta he voisivat säilyttää tulen, alkukantaiset ihmiset joutuivat lähettämään ihmisiä vartioimaan tulta ja lisäämään jatkuvasti polttopuita tuleen. Myöhemmin, monien ihmisten tutkimuksen jälkeen, keksittiin puuhun poraamisen ja kivien kopauttamisen menetelmät tulen saamiseksi.

Ihmiset keksivät tulen saannin menetelmän ja astuivat uuteen aikakauteen. Jopa nykyään tikun pää on hankattava, jotta se kuumenee ja syttyy, ja tulentekoväline on hankattava kiveä vasten, jotta se tuottaa kipinää ja syttyy. Käytämme edelleen puun poraamisen periaatetta saadaksemme tulta.

Hankausperiaatteen avulla voidaan leikata ei ainoastaan jääpaloja, vaan myös monia kovia esineitä. Hankauksen aiheuttama korkea lämpötila voi sulattaa tai pehmeyttää hankauskohdan, kunnes se katkeaa. Tätä periaatetta käytetään tekniikassa ja sotilaskäytössä.

Jotkut tehtaat ovat asentaneet teräksen leikkaamiseen hampaattoman pyörösahan terän. Tämä pyörösaha ei ole ainoastaan hampaatonta, vaan se on valmistettu myös suhteellisen pehmeästä teräslevystä. Sen alla on vesisäiliö (joskus alumiinilevyn toiselle puolelle voidaan asentaa vesiputki, joka suihkuuttaa vettä automaattisesti sahanterään). Teräksen leikkaamisessa saha pyörii erittäin nopeasti. 44 cm pitkän ja 8 mm paksun teräksen sahaaminen kestää 2 minuuttia.

Voit kysyä, että saha ja työkappale ovat voimakkaassa kitkassa, ja saha pehmenee myös lämmön vuoksi. Mitä minun pitäisi tehdä? On olemassa ratkaisu! Käytä vettä sahanterään jäähdytykseen. Virtaava vesi poistaa sahaterään kuumuuden milloin tahansa, jotta sahaterän lämpötila ei nouse liian korkeaksi, eikä se pehmene. Teräksellä ei kuitenkaan ole jäähdytysmahdollisuutta, joten hampaattomalla sahalla voidaan "leikata rautaa kuin mutaa". Työkappale on paikallaan ja sahanterä pyörii, mikä on hampaattoman sahan tärkeä ominaisuus. Kun saha ja työkappale ovat kitkassa, niiden lisäksi kahden kosketuskohdan pitäisi myös murtua tai kiertyä, ja kuluminen tapahtuu, mutta itse asiassa sahaterä kuluu hyvin hitaasti. Tämä johtuu siitä, että saha pyörii ja sen kosketuskohdat työkappaleeseen ovat hajallaan koko kehällä, kun taas työkappaleen ja sahan kosketuskohdat ovat kiinteitä, joten työkappaleella on paljon suurempi kulumismahdollisuus kuin sahanterällä.

Samalla se johtuu siitä, että saha on suhteellisen pehmeä teräslevy, joka ei ole helppo rikkoa, ja se voi palata alkuperäiseen muotoonsa kiertämisen ja muodonmuutoksen jälkeen. Työkappale on yleensä kova ja hauras, ja se kuluu helposti. Tämä on se salaisuus, jolla saha pystyy "voittamaan vahvan pehmeällä".

Hankaus voi leikata metallin lisäksi myös hitsata metallin. Kupari- ja alumiinihitsauksessa oli aiemmin ongelmia, ja ihmiset käyttivät kitkan tuottaman lämmön periaatetta ratkaisemaan sen: moottori pyörittää kupariosaa nopeasti ja sitten ei-pyörivä alumiiniosa painaa voimakkaasti pyörivää kupariosaa vasten. Kupari- ja alumiiniosan kitkapinnat tuottavat korkeaa lämpötilaa. Korkean lämpötilan vaikutuksesta kahden metallin kosketuspinnat pehmenee, ja metallimuolekyylit tunkeutuvat toisiinsa ja yhdistyvät uudelleen. Jäähdyttyään kaksi metallia muuttuvat erottamattomaksi kokonaisuudeksi. Tässä prosessissa kitka-lämpöllä on tärkeä rooli.

Kitka-lämpö voi tuoda hyötyä ihmisille, mutta se voi aiheuttaa myös ongelmia ihmisille monissa tilanteissa. Esimerkiksi kitka aiheuttaa koneiden kuumenemisen ja voiman hukkaamisen ja myös koneiden osien kulumisen ja muodonmuutoksen. Tässä tapauksessa ihmisten on voitava voittaa nämä haitalliset kitkavoimat ja löytää keinot lämmön poistamiseksi.

Kun laiva purjehtii merellä, sen on voitava voittaa rungon ja veden välinen märkä kitka. Kuitenkin jopa märkä kitka ei tee laivan purjehtimisesta helppoa. Veden päällä oleva hinaaja vetää lauttaa rauhallisella veden pinnalla. Hinaaja vetää lauttaa voimalla, mutta lautta ei näytä haluavan liikkua, ja teräsvaijeri on kiristetty. Kuka estää lauttaa liikkumasta eteenpäin? Onko kyse vain märästä kitkasta? Seuraava koe voi auttaa meitä selvittämään syyn.

Etsi puikko ja tulitikkulaatikko, työnnä puikko tulitikkulaatikkoon ja sytytä suitsukkeita. Ota tulitikkulaatikko toisella kädellä ja suitsukkeet toisella ja aseta suitsukkeet tulitikkulaatikon eteen. Jos huoneessa ei ole tuulta, suitsukkeen savu nousee pystysuoraan. Tässä vaiheessa puhallat suullasi ilmavirtaa tulitikkulaatikon suuntaan ja yllätyt, että suitsukkeen savu puhaltaa todella ilmavirran suuntaan ja ajautuu tulitikkulaatikon taakse. Mikä on meneillään?

Savun ajautuminen tulitikkulaatikon taakse osoittaa, että tulitikkulaatikon takana oleva ilmanpaine on suhteellisen alhainen, joten ympäröivä ilma virtaa sinne ja savu ajautuu sinne. Fysiikan kieliin selitettynä tulitikkulaatikon taakse muodostuu pyörre.

Jos puhaltaa suhteellisen pienellä voimalla, ilmavirran nopeus on hyvin pieni eikä savu ajaudu tulitikkulaatikon taakse. Vain voimakkaalla puhalluksella tämä ilmiö ilmenee. Tämä osoittaa myös, että tietyn nopeuden ilmavirta voi muodostaa pyörteen.

Liike on suhteellista. Tulitikkulaatikon päälle puhaltava ilmavirta ja ilmassa liikkuva tulitikkulaatikko ovat luonteeltaan samat. Suuri neliönmuotoinen "leipäauto" ajaa nopeasti ilmassa, ja sen taakse muodostuu pyörre, joka saa pölyn lentämään.

Kun esine liikkuu nopeasti, sen edessä oleva ilma ei voi siirtyä taaksepäin ajoissa, jolloin esineen taakse syntyy väliaikainen lähes tyhjiöalue. Kun tämä alue ilmestyy, sen ympärillä oleva ilma pyrkii täyttämään sen, jolloin syntyy pyörre.

Pyörteessä ilmanpaine on alhainen, joten liikkuvalle esineelle paine edessä on paljon suurempi kuin pyörteen paine takana, aivan kuin voimakas mies työntää autoa eteenpäin ja pieni lapsi työntää sitä eteenpäin. Ne muodostavat yhdessä taaksepäin suuntautuvan voiman, joka liittyy pyörrevirtaukseen. Kutsumme sitä pyörteen vastukseksi.

Lyhyesti sanottuna liikkuvan esineen vastukseen kuuluu kitkavastus ja pyörteen vastus.