statické tření vs dynamické tření: tvorba blistrů

co je tření? Existuje více než jedna definice tření. A to zmátlo naše chápání toho, jak se podílí na tvorbě třecích puchýřů.

slovník Merriam-Webster má dvě definice tření:

1. akt tření jedné věci proti druhé
2. síla, která odolává relativnímu pohybu mezi dvěma těly v kontaktu

abychom pochopili, jak tření způsobuje puchýře, je zapotřebí druhá definice. A v tomto článku budeme ještě trochu konkrétnější. Zapojení tření do třecích puchýřů je snazší pochopit, když mluvíte o statickém a dynamickém tření.

statické tření vs dynamické tření

statické tření je tření, ke kterému dochází mezi dvěma těly ve vzájemném kontaktu, když jsou v klidu. Je to tření, které brání objektu v pohybu, zatímco je stále.

dynamické (nebo kinetické) tření je tření, které je proti pohybu těla, které je již v pohybu. Je to tření, které zpomaluje nebo zastavuje pohyb objektu.

jak tření způsobuje puchýře?

statické tření způsobuje puchýře, protože vede k většímu smyku než dynamickému tření. Představit si nohu jako vratký box pomáhá vysvětlit:

třecí box a účinek tření

podívejte se na tu vratkou krabici. Pohybová síla nahoře (červená šipka) je z kostí, když se pohybují tam a zpět. A síla tření je to, co udržuje spodní část krabice stacionární ve spodní části – ve stavu statického tření. Všechno mezi horní a dolní částí je vytvořeno tak, aby se protáhlo a zkreslilo. Tohle je shear. Puchýře jsou zranění opakovaných smykových deformací.

Chcete – li zastavit puchýře, můžeme buď udělat něco v horní části vratké krabice-to znamená omezit pohyb kostí. Nebo můžeme udělat něco ve spodní části vratké krabice-snížit tření – aby bylo kluzší. .

statické tření způsobuje puchýře

stav statického tření je přesně to, co vidíme u vratké krabice. Nahoře je pohybová síla, ale dole žádný pohyb. Spousta smyku se vyskytuje ve středu.

nyní, pokud by se tato vratká krabice měla pohybovat dole (protože pohybová síla nahoře překročila třecí sílu dole), to byste nazvali stavem dynamického tření. Dává smysl-statické znamená Stále, dynamické znamená pohyb.

zde je něco, co pravděpodobně již víte, aniž byste si to uvědomili. Už jste někdy zkoušeli tlačit těžkou krabici podél podlahy a zjistili jste, že je zapotřebí velké úsilí, aby se to pohnulo … ale jakmile to rozjedete, je snazší udržet to v pohybu? Je to proto, že síla, kterou potřebujete, aby se krabice uvolnila ze statického tření, je vyšší než síla potřebná k udržení stavu dynamického tření.

podívejte se na následující tabulku. Bez ohledu na to, jaká je kombinace materiálů, statická COF je vždy vyšší než dynamická (aka kinetická) COF (kromě teflonu na teflonu, který je stejný).

hodnoty statického a dynamického tření některých běžných materiálů. Tyto hodnoty jsou přibližné. Odkaz: http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/ben_townsend/staticandkineticfriction.htm

použijme to na třecí puchýře

to má zvláštní význam při popisu příčiny a prevence puchýřů. Protože když je statické tření vysoké a prodloužené, bude více smyku. Vratká krabice se bude muset dále protahovat a deformovat. Pokud mluvíme o puchýřech na nohou, to znamená uvnitř vrstev kůže.

níže je znázorněno, jak se střih vyvíjí (A). Podívejte se, jak se zvyšuje na maximum na to, čemu říkáme smykový vrchol. Střih staví a staví, zatímco je stav statického tření. Nyní se podívejte na dynamickou sekci – jakmile dojde k pohybu, střih se okamžitě sníží! Takže puchýře se tvoří, když dochází k prodlouženému stavu statického tření-čím delší jsou dva povrchy přilepené k sobě, tím vyšší je smyk. A puchýřům je zabráněno, když nastane stav dynamického tření dříve (B) – protože to nám dává dřívější a tudíž nižší smykový vrchol.

(A) prodloužený stav statické fikce

(B) dřívější nástup dynamického tření způsobuje nižší smykový vrchol

musíte si myslet …

” počkejte chvíli, myslel jsem, že tření způsobuje puchýře? Chceš mi říct, že když se nechám otírat v botách, zastavím puchýře?”

tato mylná představa o tření je rozšířená a srozumitelná. Protože se soustředí na první definici tření, zmíněnou na začátku tohoto článku (toto tření je akt tření jedné věci proti druhé). Tření nezpůsobuje puchýře.

tření nezpůsobuje třecí puchýře

ve skutečnosti je podpora tření předpokladem většiny strategií prevence blistrů.

není to dynamické tření (tření), které způsobuje nejvyšší smyk. Je to statické tření (před třením), které způsobuje, že dosáhne nejvyššího vrcholu a s větší pravděpodobností dosáhne úrovně způsobující puchýře. To však neznamená, že tření nepoškozuje pokožku. Vše závisí na úrovni tření. Dovolte mi to vysvětlit:

• pokud je COF mezi kůží a ponožkou vysoká, když je stav dynamického tření, bude tento relativní pohyb na kůži abrazivní. Kožní buňky se otírají shora. Pokud to bude pokračovat, skončíte s červenou surovou bolestí zvanou oděr (tření na jiných částech těla). Nebo pokud již máte puchýř, tento abrazivní pohyb snadno roztrhne a uvolní vaši křehkou blistrovou střechu a na noze vám zůstane červená surová bolest. Dynamická část procesu však nebyla zodpovědná za vytvoření blistru. Bylo to už kvůli střihu, který byl výsledkem statického tření.
• pokud jste měli stejné množství pohybu mezi kůží a ponožkou, ale tentokrát je COF nízká, nebude to pro kůži tak abrazivní. Je méně pravděpodobné, že budete trpět oděrem blistrové střechy.

to je klíč k pochopení třecích puchýřů!

toto rozlišení mezi statickým a dynamickým třením, stejně jako vysoké a nízké COF je důležité, protože každý z nich má jiný účinek. Níže je uveden souhrn permutací kůže a ponožky a výsledný účinek na pokožku:

• stav statického tření + vysoká COF = puchýř způsobující
• stav dynamického tření + vysoká COF = oděr (tření) zranění
• stav dynamického tření + nízká COF = prevence puchýřů
• stav statického tření + nízká COF = žádná hrozba poranění kůže

výše uvedené se týká rozhraní kůže a ponožky. Je to podobné na rozhraní boty a ponožky v tom:

• nízký COF poskytuje časný relativní pohyb mezi botou a ponožkou pro minimalizaci smyku, tj.: prevence puchýřů
• rozdíl je v tom, že neexistuje riziko oděru. Protože v tomto případě je stav dynamického tření mezi kůží a ponožkou. Ponožka zůstává přilepená na kůži, čímž ji chrání.

snížení smykové špičky

pokud jde o puchýře, třecí síly ve hře jsou technicky popsány “suchým třením”. To jen znamená, Kde jsou dva objekty ve vzájemném kontaktu. Suché tření se člení na “statické tření” a “dynamické tření”.

tento koncept je skvělý pro popis toho, jak smyk dosahuje svého maxima(špičkový střih). A jak to maximum může způsobit puchýře. Dokonce ukazuje, co musíte udělat, abyste úspěšně zabránili puchýřům.

když špička smyku způsobí puchýře

puchýře se vytvoří, když je smyk nadměrný a opakující se. Pravděpodobně existuje prahová hodnota, nad kterou se smyk stává puchýřem. Ta hranice bude u každého jednotlivce jiná. Nemáme to žádné měřítko, i když víme, že existuje něco jako náchylnost k puchýřům.

stav statického nebo kinetického tření?

Představte si kolísavou krabici sedící na stole(řekněme, že je vyrobena z želé). Pokud stisknete vratký box a pokusíte se jej posunout přes stůl, malé množství síly povede k žádnému pohybu po stole. Je to proto, že síla tření mezi dnem želé a stolem je vyšší než tlaková síla. Toto je stav statického tření. Zatlačte silněji a želé se začne klouzat po stole (Ano, Jedná se o velmi silné a robustní želé). Toto je stav dynamického tření. Tyto dva stavy popisují, co se děje mezi krabicí a stolem.

nyní před klouzavým želé boxem sklouzne, tlak způsobí jeho deformaci. Toto zkreslení je smykové a smykové je to, co způsobuje puchýře. Smyk se stále více zvyšuje, dokud se spodní část krabice “nezlomí” a nesklouzne. Co se stane dále, má zvláštní význam pro prevenci puchýřů. Vidíte, jakmile se krabice “uvolní” a sklouzne, výzkum ukazuje, že smyk se okamžitě sníží-viz níže.

statické tření vs dynamické tření

podívejte se na statické a dynamické oblasti tohoto grafu. Nyní se podívejte, kde je smyk nejvyšší. Je to na konci statické oblasti, těsně předtím, než je klouzání. Důležitým bodem je toto: Stav statického tření vede ke smykovému vrcholu (Naylor, 1955). Pokud je statické tření prodlouženo, je pravděpodobnější, že smyk dosáhne vrcholu nad prahem blistru. Naopak stav dynamického tření snižuje smyk. Čím dříve je snímek, tím pravděpodobnější bude smyk vrcholit pod prahem blistru. Zajímavé!

prodloužený stav statického tření vede k vyššímu smykovému vrcholu

prevence blistrů a smykové píky

prevence blistrů je především o snížení amplitudy smykových píků tak, aby klesly pod práh blistru. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je snížení úrovně tření. To znamená snížit koeficient tření (COF), což je více kluzké. Vrátíme-li se k analogii vratké krabice, znamená to, že je mezi stolem a krabicí více kluzký. Když je aplikován tlak, box se sklouzne dříve a smyková špička je nižší (viz níže).

smykové vrcholy pod prahem blistru v důsledku dřívějšího nástupu dynamického tření.

čím dříve je snímek, tím nižší je smykový vrchol. To je přesně ten efekt, když používáte maziva, náplasti ENGO, ponožky odvádějící vlhkost a další strategie prevence blistrů snižující tření.

snížením tření podporujete brzký skluz

pojďme si ujasnit, čeho doufáme, že dosáhneme snížením tření pro prevenci puchýřů. Snížením úrovně tření podporujete dřívější posuvný pohyb. To je to, co doufáte, že dosáhnete. To se může lišit od toho, co jste si dříve představovali. Ale snížením tření podporujete dřívější skluz mezi dvěma povrchy.

udržování statického tření (udržování nohy stále v botě) není Zastřešujícím cílem prevence puchýřů. A rozhodně to není to, čeho se snažíte dosáhnout snížením tření. Ve skutečnosti je opak pravdou. Smykové zranění je zabráněno tím, že umožňuje brzký skluz. Povaha snímku je však kritická . To je to, co odlišuje průměrnou strategii prevence puchýřů a vynikající.

PS: koncept statického a dynamického tření se používá k popisu příčiny puchýřů od raného výzkumu blistrů Naylor v roce 1955. Není to nic nového! Podívejte se, jak daleko sahá výzkum.