Присоска

Давление на присоску, создаваемое столкновениями молекул газа, удерживает присоску в контакте с поверхностью.

Присоски на одну чашку.

Присоска , также известная как присоски , это устройство или объект , который использует отрицательное давление текучей среды воздуха или воды придерживаться непористых поверхностей, создавая частичный вакуум . ^[1]

Присоски являются периферийным признаком некоторых животных, таких как осьминоги и кальмары , и воспроизводятся искусственно для множества целей. ^[2]

Теория [ править ]

Рабочая поверхность присоски выполнена из эластичного гибкого материала и имеет изогнутую поверхность. ^[3] Когда центр присоски прижимается к плоской непористой поверхности, объем пространства между присоской и плоской поверхностью уменьшается, в результате чего воздух или вода между чашкой и поверхностью становятся быть вытесненным за край круглой чашки. Полость, которая образуется между чашкой и плоской поверхностью, почти не содержит воздуха или воды, потому что большая часть жидкости уже вытеснена из внутренней части чашки, что вызывает недостаток давления. Разница давлений между атмосферой снаружи чашки и полостью низкого давления внутри чашки удерживает чашку приклеенной к поверхности.

Когда пользователь перестает оказывать физическое давление на внешнюю часть чашки, эластичное вещество, из которого сделана чашка, имеет тенденцию принимать свою первоначальную изогнутую форму. Продолжительность времени, в течение которого может поддерживаться эффект всасывания, зависит главным образом от того, сколько времени требуется, чтобы воздух или вода просочились обратно в полость между чашкой и поверхностью, уравновешивая давление с окружающей атмосферой. Это зависит от пористости и ровности поверхности, а также от свойств края чашки. Для поддержания герметичности часто используется небольшое количество минерального или растительного масла.

Расчеты [ править ]

Сила, необходимая для отделения идеальной присоски путем ее оттягивания от поверхности, определяется формулой:

${\ displaystyle F = AP}$

куда:

F - сила ,

А - площадь поверхности, покрываемой чашкой,

P - давление вне стакана (обычно атмосферное давление )

Это происходит из определения давления, которое:

${\ Displaystyle P = F / A}$

Например, присоска радиусом 2,0 см имеет площадь (0,020 м) ² = 0,0013 квадратных метров. Используя формулу силы ( F = AP ), результат F = (0,0013 м ² ) (100 000 Па) = около 130 ньютонов .${\ displaystyle \ pi}$

Вышеприведенная формула основана на нескольких предположениях:

1. Внешний диаметр чашки не изменяется при вытягивании чашки.
2. Воздух не проникает в зазор между чашкой и поверхностью.
3. Сила тяги прилагается перпендикулярно поверхности, чтобы чашка не соскользнула вбок и не отслоилась.

Искусственное использование [ править ]

Устройства SatNav часто поставляются с держателями на присосках для установки на лобовое стекло.

Камера GoPro прикреплена к машине с присоской

Считается, что искусственные присоски были впервые использованы в третьем веке до нашей эры и были сделаны из тыкв . Их использовали для отсасывания «плохой крови» из внутренних органов на поверхность. Считается, что эту процедуру изобрел Гиппократ . ^{[ необходима цитата ]}

Первые патенты на современные присоски были выданы Управлением по патентам и товарным знакам США в 1860-х годах. Компания TC Roche была награждена патентом США № 52748 в 1866 году на «Стик для окунания для проявителя фотографий»; патент раскрывает примитивные присоски для манипуляций с фотопластинами во время процедур проявления. В 1868 году Оруэлл Нидхэм запатентовал более совершенную конструкцию присоски (патент США № 82,629), назвав свое изобретение «атмосферной ручкой», предназначенной для общего использования в качестве ручки и средства открывания ящика. ^{[4] [5]}

Присоски имеют ряд коммерческих и промышленных применений:

• Для прикрепления предметов к непористым вертикальным поверхностям, таким как двери холодильников и плиточные стены, а также к швартовке судов ^{[6] [7]}
• Для перемещения больших гладких предметов, таких как стекла, автомобильные ветровые стекла и плитки на фальшполах.
• В таких игрушках, как Nerf darts
• В ванне унитаза ^[8]
• По городским альпинистам , в масштаб здания с гладкими наружными поверхностями ^[9]
• Для захвата и перемещения непористых объектов по вертикали или горизонтали в промышленных и робототехнических приложениях
• Провести рабочее задание, чтобы выполнить над ним процесс. Подобно золотому стеклу при шлифовании кромок

25 мая 1981 года Дэн Гудвин , он же SpiderDan, поднял башню Сирс , бывшее самое высокое здание в мире, с парой присосок. Он продолжил масштабирование Центра Возрождения в Далласе, отеля Bonaventure в Лос-Анджелесе, Всемирного торгового центра в Нью-Йорке, Центральной башни Парка в Каракасе, телестанции Nippon в Токио и башни Миллениум в Сан-Франциско. ^{[10] [11] [12]}

См. Также [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме присоски .

• Horror vacui (физика)
• Магдебургские полушария
• Самоуплотняющаяся присоска

Ссылки [ править ]