Statisk Friksjon vs Dynamisk Friksjon: Blisterformasjon

hva er friksjon? Det er mer enn en definisjon av friksjon. Og dette har forvirret vår forståelse av hvordan det er involvert i friksjonsblisterdannelse.

Merriam-Webster-Ordboken har to definisjoner av friksjon:

1. handlingen med å gni en ting mot en annen
2. kraften som motstår relativ bevegelse mellom to legemer i kontakt

for å forstå hvordan friksjon forårsaker blærer, er den andre definisjonen nødvendig. Og i denne artikkelen skal vi bli enda litt mer spesifikk enn det. Involveringen av friksjon i friksjonsblærer er lettere å forstå når du snakker om statisk og dynamisk friksjon.

Statisk friksjon vs dynamisk friksjon

Statisk friksjon er friksjon som oppstår mellom to legemer i kontakt med hverandre mens de er i ro. Det er friksjon som hindrer et objekt i å bevege seg mens det fortsatt er.

Dynamisk (eller kinetisk) friksjon er friksjon som motsetter bevegelsen av et legeme som allerede er i bevegelse. Det er friksjon som bremser eller stopper et objekt fra å bevege seg.

hvordan forårsaker friksjon blemmer?

Statisk friksjon forårsaker blemmer fordi det resulterer i mer skjær enn dynamisk friksjon. Å forestille foten som en wobbly boks bidrar til å forklare:

den vaklende boksen og effekten av friksjon

Se på denne vaklende boksen. Bevegelseskraften øverst (rød pil) er fra beinene når de beveger seg frem og tilbake. Og friksjonskraften er det som holder bunnen av boksen stasjonær nederst – i en tilstand av statisk friksjon. Alt mellom toppen og bunnen er laget for å strekke og forvrenge. Dette er shear. Blister er en skade på repeterende skjærforvrengninger.

for å stoppe blemmer, kan vi enten gjøre noe på toppen av vaklende boksen – det vil si redusere bein bevegelse. Eller vi kan gjøre noe på bunnen av wobbly-boksen-redusere friksjon – for å gjøre det mer glatt. .

Statisk friksjon forårsaker blemmer

en tilstand av statisk friksjon er akkurat det vi ser med vaklende boksen. Det er en bevegelseskraft på toppen, men ingen bevegelse på bunnen. Mye av skjær oppstår i midten.

nå, Hvis den wobbly boksen skulle bevege seg nederst (fordi bevegelseskraften øverst oversteg friksjonskraften nederst), er det det du vil kalle en tilstand av dynamisk friksjon. Fornuftig-statisk betyr fortsatt, dynamisk betyr bevegelse.

her er noe du sikkert allerede vet uten å innse. Har du noen gang prøvd å skyve en tung boks langs gulvet og funnet ut at en stor innsats er nødvendig for å få det i bevegelse … men når du får det i gang, er det lettere å holde det i bevegelse? Det er FORDI kraften du trenger for at boksen skal bryte fri for statisk friksjon, ER HØYERE enn det som kreves for å holde den i en tilstand av dynamisk friksjon.

Ta en titt på tabellen nedenfor. Uansett hvilken kombinasjon av materialer, er den statiske COF alltid høyere enn den dynamiske (aka kinetic) cof (unntatt Teflon på Teflon som er den samme).

statiske og dynamiske friksjonsverdier for noen vanlige materialer. Disse verdiene er omtrentlige. Referanse: http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/ben_townsend/staticandkineticfriction.htm

La oss bruke dette på friksjonsblærer

Dette har spesiell betydning når man beskriver årsak og forebygging av blærer. Fordi når statisk friksjon er høy og langvarig, kommer det til å være mer skjær. Den wobbly boksen kommer til å strekke seg og forvride ytterligere. Hvis vi snakker om fotblærer, betyr det i hudlagene.

Nedenfor er en representasjon av hvordan skjær utvikler (A). Se hvordan det øker til et maksimum til det vi kaller shear peak. Shear bygger og bygger mens det er en tilstand av statisk friksjon. Nå, se den dynamiske delen – så snart det er bevegelse, skjær umiddelbart reduserer! Så blærer dannes når det er en langvarig tilstand av statisk friksjon – jo lengre to overflater holder seg fast sammen, jo høyere skjær kommer til topp. Og blærer forhindres når en tilstand av dynamisk friksjon oppstår tidligere (B) – fordi det gir oss en tidligere og dermed lavere skjærstopp.

(A) Forlenget tilstand av statisk fiksjon

(B) En tidligere start av dynamisk friksjon forårsaker en lavere skjærtopp

du må tenke …

” Vent litt, jeg trodde rubbing forårsaker blemmer? Sier du at hvis jeg lar gnidning fortsette i skoene mine, kan jeg stoppe blemmer?”

denne misoppfatningen er utbredt og forståelig. Fordi den fokuserer på den første definisjonen av friksjon, nevnt i starten av denne artikkelen (at friksjon er å gni en ting mot en annen). Rubbing forårsaker ikke blemmer.

Rubbing forårsaker ikke friksjon blemmer

faktisk fremme rubbing er forutsetningen for de fleste blemme forebyggende strategier.

det er ikke dynamisk friksjon (rubbing) som forårsaker høyeste skjær. Det er statisk friksjon (før gnidningen) som får den til å toppe høyest og mer sannsynlig å nå blisterfremkallende nivåer. Men det er ikke å si at gnidning ikke er skadelig for huden. Alt avhenger av friksjonsnivået. La meg forklare:

• HVIS COF mellom huden og sokken er høy når det er en tilstand av dynamisk friksjon, vil den relative bevegelsen være slitende på huden. Hudceller vil bli gnidd av fra toppen. Hvis det fortsetter, vil du ende opp med en rød rå sår kalt en slitasje (gnaging på andre områder av kroppen). Eller hvis du allerede har en blemme der, at slipende bevegelse vil lett rive og løsne skjøre blemme taket og du vil sitte igjen med en rød rå sår på foten. Men den dynamiske delen av prosessen har ikke vært ansvarlig for å danne blæren. Det var allerede der på grunn av skjæret som resulterte fra statisk friksjon.
• hvis du hadde samme mengde bevegelse mellom huden og sokken, men denne gangen ER COF lav, vil det ikke være så slitende mot huden. Du er mindre sannsynlig å lide slitasje av blistertaket.

Dette er nøkkelen til din forståelse av friksjon blemmer!

denne differensieringen mellom statisk og dynamisk friksjon, samt høy og lav COF er viktig da effekten hver har er forskjellig. Nedenfor er et sammendrag av hud-sokk permutasjoner og den resulterende effekten på huden:

• tilstand av statisk friksjon + høy COF = forårsaker blister
• tilstand av dynamisk friksjon + høy COF = slitasje (gnagsår) skade
• tilstand av dynamisk friksjon + lav COF = forebygging av blister
• Tilstand av statisk friksjon + lav COF = ingen trussel mot hudskader

ovennevnte gjelder huden-sokk grensesnitt. Det ligner på sko-sokkegrensesnittet i det:

• en lav COF gir tidlig relativ bevegelse mellom skoen og sokken for å minimere skjær dvs.: blemme forebygging
• forskjellen er at det er ingen risiko for slitasje. Fordi i dette tilfellet er tilstanden med dynamisk friksjon mellom huden og sokken. Sokken forblir fast i huden og beskytter den dermed.

Reduserer skjærtoppen

når det gjelder blærer, er friksjonskreftene i spill teknisk beskrevet av “tørrfriksjon”. Dette betyr bare hvor to objekter er i kontakt med hverandre. Tørrfriksjon er brutt ned i “statisk friksjon” og “dynamisk friksjon”.

dette konseptet er flott for å beskrive hvordan skjær når sitt maksimum (toppskjær). Og hvordan det maksimale kan være blemme-forårsaker. Det viser til og med hva du må gjøre for å kunne forhindre blærer.

når toppskjær forårsaker blemmer

Blemmer vil dannes når skjær er overdreven og repeterende. Formentlig er det en terskel over hvilken skjær blir blisterfremkallende. Denne terskelen vil være forskjellig for hver enkelt person. Vi har ingen mål på det, selv om vi vet at det er noe slikt som å være blemme utsatt.

en tilstand av statisk eller kinetisk friksjon?

Tenk deg en wobbly boks som sitter på et bord (la oss si at den er laget av jelly). Hvis du skyver den vaklende boksen for å prøve å skyve den over bordet, vil en liten mengde kraft resultere i ingen bevegelse over bordet. Det er fordi friksjonskraften mellom bunnen av jelly-boksen og bordet er høyere enn skyvekraften. Dette er en tilstand av statisk friksjon. Trykk hardere og jelly boksen begynner å gli over bordet (ja, dette er en veldig tykk og solid jelly). Dette er en tilstand av dynamisk friksjon. Disse to tilstandene beskriver hva som skjer mellom boksen og bordet.

Nå før wobbly jelly-boksen glir, får trykket det til å forvride. Denne forvrengningen er skjær og skjær er det som forårsaker blærer. Skjær øker mer og mer til bunnen av boksen ‘bryter fri’ og glir. Hva som skjer neste har spesiell relevans for blisterforebygging. Du ser så snart boksen “bryter fri” og lysbilder, forskning viser skjær umiddelbart blir mindre – se nedenfor.

Statisk friksjon vs Dynamisk friksjon

Se på de statiske og dynamiske områdene i denne grafen. Se nå hvor skjær er høyest. Det er på slutten av den statiske regionen, like før det glir. Det viktige poenget her er dette: En tilstand av statisk friksjon fører til skjærtoppen (Naylor, 1955). Hvis statisk friksjon er forlenget, er skjær mer sannsynlig å toppe over blistertærskelen. Omvendt reduserer en tilstand av dynamisk friksjon skjær. Jo tidligere lysbildet, jo mer sannsynlig skjær vil peak under blemme terskelen. INTERESSANT!

en langvarig tilstand av statisk friksjon fører til en høyere skjær topp

blisterforebygging og skjærtopper

blisterforebygging handler om å redusere amplituden til skjærtopper slik at de faller under blistertærskelen. En måte å gjøre dette på er å redusere friksjonsnivåene. Det vil si å redusere friksjonskoeffisienten (cof), noe som gjør den mer glatt. Å gå tilbake til wobbly box analogi, betyr dette å gjøre det mer glatt mellom bordet og boksen. Når et trykk påføres, glir boksen raskere og skjærtoppen er lavere (se nedenfor).

Skjærtopper under blistertærskelen på grunn av et tidligere utbrudd av dynamisk friksjon.

jo tidligere lysbildet, jo lavere skjærtoppen. Dette er akkurat effekten når du bruker smøremidler, ENGO Patcher, fukttransporterende sokker og andre friksjonsreduserende blisterforebyggende strategier.

ved å redusere friksjon oppfordrer du til et tidlig lysbilde

La oss være klare på hva vi håper å oppnå ved å redusere friksjon for blisterforebygging. Ved å redusere friksjonsnivået oppmuntrer du til tidligere skyvebevegelser. Det er det du håper å oppnå. Dette kan være annerledes enn det du tidligere har forestilt deg. Men ved å redusere friksjon, oppfordrer du et tidligere lysbilde mellom to flater.

Å Opprettholde en tilstand av statisk friksjon (holde foten stille i skoen) Er ikke det overordnede målet for blisterforebygging. Og det er absolutt ikke det du prøver å oppnå ved å redusere friksjon. Faktisk er motsatt sant. Skjærskade unngås ved å tillate et tidlig lysbilde. Imidlertid er arten av lysbildet kritisk . Dette er hva skiller en gjennomsnittlig blemme forebyggende strategi fra og utmerket en.

PS: begrepet statisk og dynamisk friksjon har blitt brukt til å beskrive blemme årsakssammenheng Siden Naylor tidlige blemme forskning i 1955. Det er ikke noe nytt! Se hvor langt tilbake forskningen går her.