frecare statică vs frecare dinamică: formarea blisterului

ce este frecarea? Există mai multe definiții ale fricțiunii. Și acest lucru ne-a confundat înțelegerea modului în care este implicat în formarea blisterelor de frecare.

dicționarul Merriam-Webster are două definiții ale fricțiunii:

1. actul de a freca un lucru de altul
2. forța care rezistă mișcării relative între două corpuri în contact

pentru a înțelege modul în care fricțiunea provoacă blistere, este necesară a doua definiție. Și în acest articol, vom obține chiar și un pic mai specific decât atât. Implicarea frecării în blisterele de frecare este mai ușor de înțeles atunci când vorbiți despre frecare statică și dinamică.

frecare statică vs frecare dinamică

frecare statică este frecare care are loc între două corpuri în contact unul cu celălalt în timp ce acestea sunt în repaus. Este frecare care împiedică un obiect să se miște în timp ce este încă.

fricțiunea dinamică (sau cinetică) este fricțiunea care se opune mișcării unui corp care este deja în mișcare. Fricțiunea încetinește sau oprește mișcarea unui obiect.

cum provoacă frecare blistere?

frecarea statică provoacă vezicule, deoarece are ca rezultat o forfecare mai mare decât frecarea dinamică. Imaginarea piciorului ca o cutie oscilantă ajută la explicarea:

wobbly box și efectul de frecare

Uită-te la cutia asta șubredă. Forța de mișcare din partea de sus (săgeata roșie) provine din oase în timp ce se mișcă înainte și înapoi. Iar forța de frecare este ceea ce menține partea inferioară a cutiei staționară în partea de jos – într-o stare de frecare statică. Totul între partea de sus și de jos este făcut să se întindă și să distorsioneze. Aceasta este forfecare. Blisterele sunt o leziune a distorsiunilor de forfecare repetitive.

pentru a opri blisterele, putem face fie ceva în partea de sus a cutiei wobbly – adică reducerea mișcării osoase. Sau putem face ceva în partea de jos a cutiei wobbly – reduce frecarea – pentru a o face mai alunecoasă. .

frecarea statică provoacă blistere

o stare de frecare statică este exact ceea ce vedem cu cutia oscilantă. Există o forță de mișcare în partea de sus, dar nici o mișcare în partea de jos. O mulțime de forfecare are loc în mijloc.

acum, în cazul în care caseta wobbly a fost să se deplaseze în partea de jos (deoarece forța de mișcare în partea de sus a depășit forța de frecare în partea de jos) asta e ceea ce ai numi o stare de frecare dinamică. Are sens-static înseamnă încă, dinamic înseamnă mișcare.

Iată ceva ce probabil știți deja fără să vă dați seama. Ați încercat vreodată să împingeți o cutie grea de-a lungul podelei și ați constatat că este necesar un efort mare pentru a o mișca … dar odată ce o faceți, este mai ușor să o mențineți în mișcare? Asta pentru că forța de care aveți nevoie pentru ca cutia să se elibereze de frecare statică este mai mare decât cea necesară pentru a o menține într-o stare de frecare dinamică.

aruncați o privire la tabelul de mai jos. Indiferent de combinația de materiale, COF static este întotdeauna mai mare decât COF dinamic (aka cinetic) (cu excepția teflonului pe Teflon, care este același).

valorile statice și dinamice de frecare ale unor materiale comune. Aceste valori sunt aproximative. Referință: http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/ben_townsend/staticandkineticfriction.htm

să aplicăm acest lucru blisterelor de frecare

acest lucru are o semnificație specială atunci când descrie cauza și prevenirea blisterelor. Pentru că atunci când frecarea statică este ridicată și prelungită, va exista mai multă forfecare. Caseta wobbly va trebui să se întindă și să distorsioneze în continuare. Dacă vorbim despre vezicule de picior, asta înseamnă în straturile pielii.

mai jos este o reprezentare a modului în care se dezvoltă forfecarea (a). Vedeți cum crește la maxim la ceea ce numim vârful de forfecare. Forfecarea construiește și construiește în timp ce există o stare de frecare statică. Acum, a se vedea secțiunea dinamică – de îndată ce există mișcare, forfecare reduce imediat! Deci, blisterele se formează atunci când există o stare prelungită de frecare statică – cu cât cele două suprafețe rămân lipite împreună, cu atât mai mare va fi forfecarea. Și blisterele sunt prevenite atunci când o stare de frecare dinamică apare mai devreme (B) – pentru că asta ne oferă un vârf de forfecare mai devreme și, prin urmare, mai mic.

(A) stare prelungită de ficțiune statică

(B) un debut mai devreme de frecare dinamică determină un vârf de forfecare mai mic

trebuie să te gândești …

“stai puțin, m-am gândit că frecarea provoacă blistere? Vrei să-mi spui că dacă Las frecarea să continue în pantofii mei pot opri bășicile?”

această concepție greșită a frecării este larg răspândită și de înțeles. Deoarece se concentrează pe prima definiție a fricțiunii, menționată la începutul acestui articol (că fricțiunea este actul de a freca un lucru de altul). Frecarea nu provoacă blistere.

frecarea nu provoacă blistere de frecare

de fapt, promovarea frecării este premisa majorității strategiilor de prevenire a blisterelor.

nu este frecare dinamică (frecare) care provoacă cea mai mare forfecare. Este o frecare statică (înainte de frecare) care o determină să atingă cel mai înalt nivel și este mai probabil să atingă niveluri cauzatoare de blistere. Cu toate acestea, asta nu înseamnă că frecarea nu dăunează pielii. Totul depinde de nivelul de frecare. Permiteți-mi să explic:

• dacă COF – ul dintre piele și șosete este ridicat atunci când există o stare de frecare dinamică, acea mișcare relativă va fi abrazivă pentru piele. Celulele pielii vor fi frecate de sus. Dacă acest lucru continuă, veți ajunge la o durere roșie brută numită abraziune (frecare pe alte zone ale corpului). Sau dacă aveți deja un blister acolo, acea mișcare abrazivă vă va rupe și disloca cu ușurință acoperișul blister fragil și veți rămâne cu o durere roșie brută pe picior. Dar partea dinamică a procesului nu a fost responsabilă pentru formarea blisterului. Era deja acolo din cauza forfecării care a rezultat din frecare statică.
• dacă ați avut aceeași cantitate de mișcare între piele și șosete, dar de data aceasta COF este scăzut, nu va fi la fel de abraziv pentru piele. Este mai puțin probabil să suferiți abraziunea acoperișului blisterului.

aceasta este cheia înțelegerii dvs. a blisterelor de frecare!

această diferențiere între frecare statică și dinamică, precum și COF ridicat și scăzut este importantă, deoarece efectul pe care îl are fiecare este diferit. Mai jos este un rezumat al permutărilor pielii și a efectului rezultat asupra pielii:

• stare de frecare statică + high COF = blister-cauzatoare
• stare de frecare dinamică + high COF = abraziune (frecare) prejudiciu
• stare de frecare dinamică + low COF = prevenirea blister
• stare de frecare statică + low COF = nici o amenințare leziuni ale pielii

cele de mai sus se referă la-interfață sock. Este similar la interfața pantof-ciorap în care:

• un COF scăzut asigură o mișcare relativă timpurie între pantof și șosetă pentru a minimiza forfecarea ie: prevenirea blisterelor
• diferența este că nu există riscul de abraziune. Deoarece în acest caz, starea de frecare dinamică este între piele și șosete. Șoseta rămâne lipită de piele, protejând-o astfel.

reducerea vârfului de forfecare

când vine vorba de blistere, forțele de frecare în joc sunt descrise tehnic prin “frecare uscată”. Acest lucru înseamnă doar în cazul în care două obiecte sunt în contact unul cu altul. Fricțiunea uscată este împărțită în” frecare statică “și”frecare dinamică”.

acest concept este excelent pentru a descrie modul în care forfecarea atinge maximul (forfecare de vârf). Și cum acest maxim ar putea fi cauza blister. Arată chiar ce trebuie să faceți pentru a preveni cu succes blisterele.

când forfecarea de vârf provoacă blistere

se vor forma blistere atunci când forfecarea este excesivă și repetitivă. Probabil, există un prag peste care forfecarea devine cauzatoare de blistere. Acest prag va fi diferit pentru fiecare individ. Nu avem nici o măsură de ea, deși știm că există un astfel de lucru ca fiind blister predispuse.

o stare de frecare statică sau cinetică?

Imaginați-vă o cutie oscilantă așezată pe o masă (să spunem că este făcută din Jeleu). Dacă împingeți cutia oscilantă pentru a încerca să o glisați peste masă, o cantitate mică de forță nu va duce la nicio mișcare pe masă. Asta pentru că forța de frecare dintre partea inferioară a cutiei de jeleu și masă este mai mare decât forța de împingere. Aceasta este o stare de frecare statică. Împingeți mai tare și cutia de jeleu începe să alunece peste masă (Da, Acesta este un jeleu foarte gros și robust). Aceasta este o stare de frecare dinamică. Aceste două stări descriu ce se întâmplă între cutie și masă.

acum, înainte ca cutia de jeleu să alunece, împingerea o face să distorsioneze. Această distorsiune este forfecare și forfecare este ceea ce cauzează blistere. Forfecare crește mai mult și mai mult până la partea de jos a casetei ‘pauze libere’ și diapozitive. Ceea ce se întâmplă în continuare are o relevanță specială pentru prevenirea blisterelor. Vedeți imediat ce caseta “se eliberează” și alunecă, cercetările arată că forfecarea devine imediat mai mică – Vezi mai jos.

frecare statică vs frecare dinamică

Uită-te la regiunile statice și dinamice ale acestui grafic. Acum, uite unde forfecare este cea mai mare. Este la capătul regiunii statice, chiar înainte de alunecare. Punctul important aici este acesta: O stare de frecare statică duce la vârful de forfecare (Naylor, 1955). Dacă frecarea statică este prelungită, este mai probabil ca forfecarea să depășească pragul blisterului. În schimb, o stare de frecare dinamică reduce forfecarea. Cu cât diapozitivul este mai devreme, cu atât este mai probabil ca forfecarea să atingă vârful sub pragul blisterului. Interesant!

o stare prelungită de frecare statică duce la un vârf de forfecare mai mare

prevenirea blisterelor și vârfurile de forfecare

prevenirea blisterelor se referă la reducerea amplitudinii vârfurilor de forfecare, astfel încât acestea să scadă sub pragul blisterului. O modalitate de a face acest lucru este prin reducerea nivelului de frecare. Adică, pentru a reduce coeficientul de frecare (COF), făcându-l mai alunecos. Revenind la analogia cutiei wobbly, aceasta înseamnă a o face mai alunecoasă între masă și cutie. Când se aplică o împingere, cutia alunecă mai devreme și vârful de forfecare este mai mic (Vezi mai jos).

vârfuri de forfecare sub pragul blisterului datorită unui debut mai devreme al frecării dinamice.

cu cât diapozitivul este mai devreme, cu atât vârful de forfecare este mai mic. Acesta este exact efectul atunci când utilizați lubrifianți, plasturi ENGO, șosete care elimină umezeala și alte strategii de prevenire a blisterelor care reduc frecarea.

prin reducerea fricțiunii încurajezi o alunecare timpurie

să fim clari în ceea ce sperăm să realizăm prin reducerea fricțiunii pentru prevenirea blisterelor. Prin reducerea nivelului de frecare, încurajați mișcarea de alunecare anterioară. Asta sperați să realizați. Acest lucru ar putea fi diferit de ceea ce v-ați imaginat anterior. Dar prin reducerea frecării, încurajezi o alunecare anterioară între două suprafețe.

menținerea unei stări de frecare statică (menținerea piciorului încă în pantof) nu este scopul general al prevenirii blisterelor. Și cu siguranță nu este ceea ce încercați să obțineți prin reducerea frecării. De fapt, opusul este adevărat. Rănirea prin forfecare este evitată permițând o alunecare timpurie. Cu toate acestea, natura diapozitivului este critică . Aceasta este ceea ce diferențiază o strategie medie de prevenire a blisterelor și una excelentă.

PS: conceptul de frecare statică și dinamică a fost folosit pentru a descrie cauzalitatea blisterului de la cercetarea timpurie a blisterului lui Naylor în 1955. Nu e nimic nou! A se vedea cât de departe înapoi de cercetare merge aici.