Gyorskeresés

A tapadási erő nemcsak lassítani képes 4267

A felvételen egy bemutató színpadán széles szőnyeg van, aminek hátsó részén emberek állnak, de ugyanezen a szőnyegen gurul a sportkocsi is, ami a színpad közepére érve - a koreográfia szerint - hirtelen fékezve megáll.

A szőnyeg viszonylag jól csúszik a színpadon. Viszont az autó gumikereke jól tapad a szőnyeghez. A hirtelen, erős fékezéstől az autókerekek forgása megáll, és mivel az autó gumikerekei erősen tapadnak a szőnyeghez, ezért a szőnyeg az autó kerekének alsó pontjához képest nem fog mozogni. Ez, amíg az autó kerekei gördültek, úgy teljesült, hogy az autókerék alsó pontja mindig nyugalomban volt, mivel a tiszta gördülés egy haladó mozgás és egy forgó mozgás "egymásra rakódásából áll össze:

De most, hogy a fékezéstől a kerék forgása megállt, viszont az autó haladó mozgása még nem szűnt meg (hiszen az autó haladó sebességét csak külső erő hatása változtathatja meg, márpedig a fékpofákban ébredő erők az autó szempontjából belső erők), ezért a fékezéstől kezdve a "kerék nem mozdul a szőnyeghez képest" állapot csak úgy teljesülhet, hogy a szőnyeg mozog az autóval együtt. Úgy is fogalmazhatunk, hogy az autó egy darabig még halad tovább ("a tehetetlenségénél fogva"), és magával viszo a szőnyeget, mert hogy az erősen tapad hozzá. Egészen pontosan addig fog még haladni tovább ez a rendszer (ami az autóból és a hozzá tapadt szőnyegből áll), amíg a színpad és a szőnyeg közötti csúszási súrlódási erő le nem csökkenti a rendszer sebességét nullára:

\[F=m\cdot a\]

alapján. Vagyis a hirtelen "satufék" eredménye az lesz, hogy az autó kerekei a hozzá erősen tapadó szőnyeget magukkal rántják/viszik egy darabig, amíg az autó meg nem áll. Ezért a szőnyeg az emberek lába alatt is megindul, méghozzá úgy, hogy a fékezés kezdezén hirtelen felveszi az autó sebességét, majd az autóval együtt lelassul nullára (nagyjából egyenletesen, a színpad okozta súrlódás hatására). Ezalatt azonban egy jelentősebbb, közel 1 méteres utat megtesznek együtt. Szó szerint kirántják az emberek lába alól a talajt a szőnyeget. Ebben a jelenetben az autóversenyek végéről ismert kockás zászló (amit a tűsarkús modell hölgy lenget, persze csak ameddig még talpon van), tényleg kihirdeti, hogy itt ki a győztest...

Mi történik az emberekkel? Ők állnak a szőnyegen, és egyszer csak a szőnyeg mozogni kezd. A szőnyeg és az emberek talpa közötti tapadási erő jobbra mutató erőt fejt ki az emberekre. De az emberek nem pontszerűek, hiszen ez a vízszintes tapadási erő a tömegközéppontjuktól távol ébred, azaz lesz erőkarja is. A tapadási erő két dolgot eredményez:

  • az emberek tömegközéppontját jobbra gyorsítja
  • az embereket a tömegközéppontjuk körül az óramutató járásával ellentétes irányban forgásba hozza

Ennek a két hatásnak az eredménye lesz, hogy az emberek tömegközéppontja (ami álló helyzetben kb. a köldök magasságában van) jobbra indul el, de a lábuk még ennél is nagyobb gyorsulással indul meg jobbra. Persze a nehézségi erő sem tétlenkedik, és amint lejjebb tudja húzni az emberek tömegközéppontját (mert hogy a lábuk, ami eddig mindezt megakadályozta, elment oldalra), azonnal meg is teszi. Aztán mire elvágódnak a szőnyegen, addigra az autó is és a szőnyeg is megáll, így aztán őket is lelasstja a tapadási súrlódás, és többé nem mozdulnak, csak amíg felkászálódnak. 

Tanulság: keményebb, váratlan helyzetekben a farmer, a melegítő alkalmasabb viselet, mint a tűsarkú és a miniszoknya.

Fejezet: 
Típus: