De ce scârțâie metalul?

Scârțâitul lent al unei balamale de ușă la 1 dimineața sau cel ascuțit unei garnituri de metrou care ia o curbă strânsă pot provoca un fior pe șira spinării, dar de ce apar aceste zgomote? De ce scârțâie metalul?

Se pare că totul se reduce la o schimbare periodică între lipirea și alunecarea pieselor metalice una pe cealaltă. Rigiditatea și densitatea metalului fac acest scârțâit și mai puternic, au explicat experții.

Mecanismul din spatele scârțâitului metalului nu este diferit de sunetul cauciucurilor care derapează sau de scârțâitul unei podele, a explicat Robert Hyers, profesor de inginerie mecanică și a materialelor la Worcester Polytechnic Institute din Massachusetts (SUA).

De ce scârțâie metalul?

„Scârțâitul înseamnă, de fapt, lovituri periodice. Dacă loviturile sunt suficient de apropiate unele de altele, percepi aceste lovituri de frecvență înaltă drept scârțâit”, a spus Hyers. Cu alte cuvinte, când aceste lovituri se succed rapid, emit un sunet înalt de scârțâit.

Această lipire apare atunci când lubrifianții de pe metal, precum uleiul sau apa, sunt „striviți” în timpul unui moment de stres ridicat la contact, a explicat Yip-Wah Chung, profesor de știința și ingineria materialelor la Universitatea Northwestern (SUA).

Alunecarea și lipirea au loc și atunci când îți tragi degetele pe o fereastră de sticlă. Deși fricțiunea este esențială aici, Hyers a menționat că ea explică doar partea de lipire.

De ce scârțâie metalul? „Alternarea periodică dintre lipire și alunecare este ceea ce creează scârțâitul”, a adăugat el. Alunecarea și lipirea determină vibrarea materialelor metalice și emiterea de sunet, a explicat Chengzhi Shi, profesor asociat de inginerie mecanică la Universitatea din Michigan (SUA). Poți să te gândești la asta ca la ciupirea unei corzi de chitară. Pe măsură ce metalul se lipește și alunecă, acesta vibrează. Frecvența și intensitatea vibrației depind, de asemenea, de forma și de materialul metalului, scrie Live Science.

„Modurile de vibrație ale metalului, generate de frecare, sunt cele care produc sunetul de scârțâit pe care îl auzim”, a spus Shi. Deși și alte materiale pot rezona în acest fel, metalele sunt deosebit de zgomotoase, a explicat Naresh Thadhani, profesor de știința și ingineria materialelor la Georgia Tech (SUA).

„Metalele sunt, în general, mai dense și au o rigiditate ridicată, ceea ce le conferă anumite proprietăți acustice care amplifică efectele sonore și sonoritatea”, a spus Thadhani. Cu alte cuvinte, ele creează unde sonore care se propagă mai rapid, cu amplitudini mai mari.

De ce metroul scârțâie mai tare decât o balama?

În ceea ce privește motivul pentru care scârțâitul unei garnituri de metrou este mult mai tare decât scârțâitul unei balamale de ușă, Thadhani a explicat că presiunea, viteza și dimensiunea mai mari determină zgomote mai puternice. Deci, poți face ceva în privința asta? „Există două moduri de a elimina scârțâitul. Unul este să reduci sarcina asupra contactului. Celălalt este să îmbunătățești lubrifierea”, a spus Chung.

Pentru o balama de ușă care scârțâie, acest lucru poate implica aplicarea unui lubrifiant, cum ar fi WD-40, pentru a reduce fricțiunea. Totuși, uneori ai nevoie de acel scârțâit: „Fricțiunea suplimentară care le permite trenurilor să oprească și să accelereze mai bine este cea care cauzează și scârțâitul”, a explicat Hyers.

Eliminarea acestei fricțiuni prin lubrifierea șinelor de metrou ar putea îndepărta zgomotul îngrozitor al trenului, dar ar putea, de asemenea, să expună trenul la accidente periculoase. Așa că fii recunoscător data viitoare când auzi sunetul puternic al unei garnituri de metrou.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum reușesc magazinele să vândă hainele uzate?

Test de cultură generală. De ce este vremea atât de greu de prezis?

Ar putea să ajute roboții la eradicarea buruienilor?

Oamenii de știință au reușit imposibilul și au făcut unt din… aer