Присоска

Присоска давление , также известная как присоска , представляет собой устройство или объект, который использует отрицательное жидкости воздуха или воды для прилипания к непористым поверхностям, создавая частичный вакуум . ^{[ 1 ]}

Присоски встречаются в природе на телах некоторых животных, таких как осьминоги и кальмары , и воспроизводятся искусственно для многочисленных целей. ^{[ 2 ]}

Теория

Рабочая поверхность присоски изготовлена 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, что приводит к вытеснению воздуха или воды между присоской и поверхностью. край круглой чашки. В полости, которая образуется между чашкой и плоской поверхностью, практически нет воздуха или воды, поскольку большая часть жидкости уже вытеснена из внутренней части чашки, что приводит к отсутствию давления. Разница давлений между атмосферой снаружи чашки и полостью низкого давления внутри чашки удерживает чашку прилипшей к поверхности.

Когда пользователь перестает оказывать физическое давление на внешнюю часть чашки, эластичное вещество, из которого она изготовлена, стремится восстановить свою первоначальную изогнутую форму. Продолжительность времени, в течение которого может сохраняться эффект всасывания, зависит главным образом от того, сколько времени понадобится воздуху или воде, чтобы просочиться обратно в полость между чашкой и поверхностью, уравнивая давление с окружающей атмосферой. Это зависит от пористости и плоскостности поверхности, а также свойств края чашки. небольшое количество минерального или растительного масла Для поддержания герметичности часто используется .

Расчеты

Сила, необходимая для отделения идеальной присоски путем отрыва ее непосредственно от поверхности, определяется по формуле:

F=AP

где:

F – сила ,

А — площадь поверхности, покрытая чашкой,

P — давление снаружи чашки (обычно атмосферное давление ).

Это вытекает из определения давления, которое:

P=F/A

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

Приведенная выше формула основана на нескольких предположениях:

Внешний диаметр чашки не меняется при вытягивании чашки.
Воздух не попадает в зазор между чашкой и поверхностью.
Тяговая сила прикладывается перпендикулярно поверхности, чтобы чашка не соскальзывала вбок и не отслаивалась.
В присоске создается идеальный вакуум ; небольшое парциальное давление на самом деле внутри останется , а P - это перепад давления.

Искусственное использование

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

Первые современные патенты на присоски были выданы Ведомством по патентам и товарным знакам США в 1860-х годах. В 1866 году компания TC Roche получила патент США № 52 748 на «Погружной стержень для проявителя фотографий»; патент раскрывает примитивное средство на присоске для манипулирования фотопластинами во время процедур проявления. В 1868 году Оруэлл Нидхэм запатентовал более совершенную конструкцию присоски, патент США № 82629, назвав свое изобретение «Атмосферной ручкой», предназначенной для общего использования в качестве ручки и средства открывания ящиков. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Присоски имеют ряд коммерческих и промышленных применений:

Чтобы прикрепить объект к плоской непористой поверхности, например, к дверце холодильника или плитке на стене. Его также используют для швартовки судов. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}
Переместить объект, например оконное стекло или плитку фальшпола , прикрепив присоску к плоской, непористой части объекта, а затем сдвинув или подняв объект.
В некоторых игрушках, например, в дартсах Nerf .
для унитаза В качестве вантуза . ^{[ 8 ]}
Подниматься почти или полностью вертикально вверх или вниз по плоской, непористой поверхности, например, по стенам некоторых зданий. Это часть строительного искусства , которое также известно как городское скалолазание. ^{[ 9 ]}
Удерживать объект неподвижно во время работы, например, держать кусок стекла во время шлифовки кромок.

25 мая 1981 года Дэн Гудвин , он же СпайдерДэн, взобрался на Сирс Тауэр , бывшее самое высокое здание в мире, с помощью пары присосок. Он продолжал масштабировать Центр Возрождения в Далласе, отель Бонавентура в Лос-Анджелесе, Всемирный торговый центр в Нью-Йорке, Центральную башню парка в Каракасе, телестанцию Ниппон в Токио и Башню Миллениум в Сан-Франциско. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

См. также

Ссылки

^ « «Присоска» mw.com» . Мерриам Вебстер: Британская энциклопедия . Проверено 1 июня 2012 г.
^ «Хорошо вооруженный дизайн: 8 технологий, вдохновленных осьминогом» . www.livscience.com. 29 сентября 2014 года . Проверено 30 июля 2015 г.
^ « «Присоска» google.com» . Гугл Патенты . Проверено 1 июня 2012 г.
^ «Патент США 52748» .
^ «Патент США 82629» .
^ «Первая внутренняя вакуумная швартовная система, установленная на шлюзах морского пути Святого Лаврентия» . Профессиональный моряк. Сентябрь 2015 года . Проверено 11 марта 2017 г.
^ Швартовка без помощи рук на YouTube.
^ «Страница истории музея присосок» . 24 апреля 2006 г. Архивировано из оригинала 24 апреля 2006 года . Проверено 27 января 2012 г. {{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
^ «Человек забирается на небоскрёб с присосками» . Новости Би-би-си . 07.09.2010 . Проверено 27 января 2012 г.
^ Человек-паук, он же ПаукДэн Гудвин, взбирается на Sears Tower V2 — YouTube
↑ Человек-паук, он же ПаукДэн Гудвин, Человек-небоскрёб, взбирается на Башню Миллениум в Сан-Франциско — YouTube
^ «блокирующие цены (Греция)» . Вентуза . 25 февраля 2018 г.

[1] « «Присоска» mw.com» . Мерриам Вебстер: Британская энциклопедия . Проверено 1 июня 2012 г.

[2] «Хорошо вооруженный дизайн: 8 технологий, вдохновленных осьминогом» . www.livscience.com. 29 сентября 2014 года . Проверено 30 июля 2015 г.

[3] « «Присоска» google.com» . Гугл Патенты . Проверено 1 июня 2012 г.

[4] «Патент США 52748» .

[5] «Патент США 82629» .

[6] «Первая внутренняя вакуумная швартовная система, установленная на шлюзах морского пути Святого Лаврентия» . Профессиональный моряк. Сентябрь 2015 года . Проверено 11 марта 2017 г.

[7] Швартовка без помощи рук на YouTube.

[8] «Страница истории музея присосок» . 24 апреля 2006 г. Архивировано из оригинала 24 апреля 2006 года . Проверено 27 января 2012 г. {{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )

[9] «Человек забирается на небоскрёб с присосками» . Новости Би-би-си . 07.09.2010 . Проверено 27 января 2012 г.

[10] Человек-паук, он же ПаукДэн Гудвин, взбирается на Sears Tower V2 — YouTube

[11] Человек-паук, он же ПаукДэн Гудвин, Человек-небоскрёб, взбирается на Башню Миллениум в Сан-Франциско — YouTube

[[[wp:ref]]-12] «блокирующие цены (Греция)» . Вентуза . 25 февраля 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]