स्टिक-स्लिप घटना
स्टिक-स्लिप घटना, जिसे स्लिप-स्टिक घटना या बस स्टिक-स्लिप के रूप में भी जाना जाता है, सहज झटकेदार गति है जो तब हो सकती है जब दो वस्तुएं एक-दूसरे पर फिसल रही हों।
कारण
नीचे शास्त्रीय यांत्रिकी का उपयोग करते हुए स्टिक-स्लिप घटना का एक सरल, अनुमानी वर्णन है जो इंजीनियरिंग विवरणों के लिए प्रासंगिक है। हालांकि, वास्तव में, स्टिक-स्लिप के वास्तविक भौतिक विवरण के बारे में अकादमिया में बहुत कम सहमति है जो सामान्य रूप से घर्षण घटना के बारे में समझ की कमी का अनुसरण करती है। आम तौर पर सहमत दृष्टिकोण यह है कि स्टिक-स्लिप व्यवहार सामान्य फोनन मोड्स (सब्सट्रेट और स्लाइडर के बीच इंटरफेस पर) से उत्पन्न होता है, जो कि एक संभावित संभावित परिदृश्य में पिन किए जाते हैं जो अन-पिन (स्लिप) और पिन (स्टिक) मुख्य रूप से प्रभावित होते हैं। थर्मल उतार-चढ़ाव से। हालांकि, स्टिक-स्लिप घर्षण व्यवहार परमाणु से टेक्टोनिक तक लंबाई के पैमाने की एक विस्तृत श्रृंखला में सामने आया है, और सभी अभिव्यक्तियों के लिए जिम्मेदार कोई भी अंतर्निहित भौतिक तंत्र नहीं है।
वसंत की कठोरता (नीचे की छवि में दिखाया गया है), इंटरफ़ेस पर सामान्य (ज्यामिति) लोड (स्लाइडर का वजन), इंटरफ़ेस मौजूद होने की अवधि (रासायनिक द्रव्यमान परिवहन और बंधन गठन को प्रभावित करना), मूल दर (वेग) स्लाइडिंग (जब स्लाइडर स्लिप चरण में है) - सभी सिस्टम के व्यवहार को प्रभावित करते हैं।[1][2][3] सामान्य फ़ोनों का उपयोग करने वाला विवरण (कूलॉम्ब के घर्षण मॉडल जैसे संवैधानिक कानूनों के बजाय) शोर के लिए स्पष्टीकरण प्रदान करता है जो आम तौर पर सतह ध्वनिक तरंगों के माध्यम से स्टिक-स्लिप के साथ होता है। जटिल संवैधानिक मॉडल का उपयोग जो असंतुलित समाधानों की ओर ले जाता है (पेनलेव विरोधाभास देखें) अनावश्यक गणितीय प्रयास (गैर-चिकनी गतिशील प्रणालियों का समर्थन करने के लिए) की आवश्यकता होती है और सिस्टम के वास्तविक भौतिक विवरण का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। हालांकि, ऐसे मॉडल कम विश्वस्तता सिमुलेशन और एनीमेशन के लिए बहुत उपयोगी होते हैं।
इंजीनियरिंग विवरण
स्टिक-स्लिप को उन सतहों के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो घर्षण के बल में एक समान परिवर्तन के साथ एक-दूसरे से चिपके रहने और एक-दूसरे पर फिसलने के बीच बदलती रहती हैं। आमतौर पर, दो सतहों के बीच स्थिर घर्षण गुणांक (एक अनुमानी संख्या) गतिज घर्षण गुणांक से बड़ा होता है। यदि एक लगाया गया बल स्थिर घर्षण को दूर करने के लिए काफी बड़ा है, तो घर्षण को गतिज घर्षण तक कम करने से गति के वेग में अचानक उछाल आ सकता है।[4] संलग्न चित्र प्रतीकात्मक रूप से स्टिक-स्लिप का एक उदाहरण दिखाता है।
V एक ड्राइव सिस्टम है, R सिस्टम में लोच है, और M वह भार है जो फर्श पर पड़ा है और क्षैतिज रूप से धकेला जा रहा है। जब ड्राइव सिस्टम शुरू किया जाता है, तो स्प्रिंग आर लोड हो जाता है और लोड एम के खिलाफ इसकी पुशिंग फोर्स तब तक बढ़ जाती है जब तक कि लोड एम और फर्श के बीच स्थिर घर्षण गुणांक अब लोड को धारण करने में सक्षम नहीं हो जाता है। भार फिसलने लगता है और घर्षण गुणांक उसके स्थिर मान से गतिशील मान तक घट जाता है। इस समय वसंत अधिक शक्ति दे सकता है और एम को तेज कर सकता है। एम के आंदोलन के दौरान, गतिशील घर्षण को दूर करने के लिए अपर्याप्त होने तक वसंत की शक्ति कम हो जाती है। इस बिंदु से, M रुक जाता है। हालांकि ड्राइव सिस्टम जारी रहता है, और स्प्रिंग को फिर से लोड किया जाता है आदि।
उदाहरण
स्टिक-स्लिप के उदाहरण हाइड्रोलिक सिलेंडर, ट्रैक्टर वेट ब्रेक, होनिंग मशीन आदि से सुने जा सकते हैं। स्टिक-स्लिप प्रभाव को दूर करने या कम करने के लिए हाइड्रोलिक द्रव या कूलिंग द्रव में विशेष डोपेंट जोड़ा जा सकता है। स्टिक-स्लिप को लेथ, मिल सेंटर और अन्य मशीनरी में भी अनुभव किया जाता है जहां स्लाइडवे पर कुछ स्लाइड होता है। स्लाइडवे ऑइल आमतौर पर स्टिक-स्लिप की रोकथाम को उनकी विशेषताओं में से एक के रूप में सूचीबद्ध करते हैं। स्टिक-स्लिप घटना के अन्य उदाहरणों में धनुष (संगीत) से आने वाला संगीत, कार के ब्रेक और टायरों का शोर और एक रुकने वाली रेलगाड़ी का शोर शामिल है। स्टिक-स्लिप को हल्की लोडिंग और स्लाइडिंग स्थितियों में आर्टिकुलर कार्टिलेज में भी देखा गया है, जिसके परिणामस्वरूप कार्टिलेज का अपघर्षक घिसाव हो सकता है।[5] स्टिक-स्लिप घटना का एक और उदाहरण तब होता है जब क्रिस्टल वाइन ग्लास के रिम के साथ गीली उंगली को रगड़कर कांच की वीणा के साथ संगीत के स्वर बजाए जाते हैं। एक जानवर जो स्टिक-स्लिप घर्षण का उपयोग करके ध्वनि उत्पन्न करता है, वह काँटेदार झींगा मछली है जो अपने एंटीना को अपने सिर पर चिकनी सतहों पर रगड़ता है।[6] एक और, अधिक सामान्य उदाहरण जो स्टिक-स्लिप घर्षण का उपयोग करके ध्वनि उत्पन्न करता है, टिड्डा है।
स्टिक-स्लिप को घर्षण बल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके परमाणु पैमाने पर भी देखा जा सकता है।[7] ऐसी स्थिति में, घटना की व्याख्या टॉमलिंसन मॉडल का उपयोग करके की जा सकती है।
सिस्मिकली-एक्टिव फॉल्ट (भूविज्ञान) के व्यवहार को स्टिक-स्लिप मॉडल का उपयोग करके भी समझाया गया है, जिसमें रैपिड स्लिप की अवधि के दौरान भूकंप उत्पन्न होते हैं।[8] बास्केटबाल कोर्ट पर बास्केटबॉल जूतों की चरमराहट की विशिष्ट ध्वनि प्राकृतिक रबर तलवों और दृढ़ लकड़ी के फर्श के बीच स्टिक-स्लिप संपर्क द्वारा निर्मित होती है।[9] स्टिक-स्लिप कंपन को लागू करके घर्षण के सक्रिय नियंत्रण के लिए बुनियादी भौतिक तंत्र है।[10] कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के शोधकर्ताओं ने स्व-फोल्डिंग ORIGAMI रोबोटों का एक झुंड विकसित किया है जो हरकत के लिए स्टिक-स्लिप घटना का उपयोग करते हैं।[11] एक और रोबोट जो स्टिक-स्लिप पर निर्भर करता है, वह है किलोबोट।[12] स्पष्ट स्टिक-स्लिप को बिना किसी स्थिर घर्षण बल (डायनेमिक स्टिक्शन) वाले सिस्टम में भी देखा जा सकता है।[13]
संदर्भ
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- ↑ Bo N.J. Persson and Nicholas D. Spencer, "Sliding Friction: Physical Principles and Applications", Physics Today 52(1), 66 (1999); doi: 10.1063/1.882557
- ↑ Ruina, Andy. "Slip instability and state variable friction laws.", Journal of Geophysical Research 88.B12 (1983): 10359-10
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