Cơ học vật lý của trượt băng Trượt_băng

Một chiếc giày trượt có thể lướt trên băng vì có một lớp phân tử băng ở bề mặt không bị ràng buộc chặt chẽ như các phân tử của khối băng bên dưới. Các phân tử này ở trạng thái bán lỏng, cung cấp dầu bôi trơn. Các phân tử trong lớp "gần như chất lỏng" hoặc "giống như nước" này ít di động hơn nước lỏng, nhưng di động hơn nhiều so với các phân tử sâu hơn trong băng. Ở khoảng −250 °F (−157 °C), lớp trơn này dày một phân tử; khi nhiệt độ tăng, lớp trơn trở nên dày hơn.[11][12][13][14][15]

Từ lâu, người ta đã tin rằng băng trơn vì áp lực của vật tiếp xúc với nó làm cho một lớp mỏng tan chảy. Giả thuyết được đưa ra là lưỡi của một chiếc giày trượt băng, gây áp lực lên băng, làm tan chảy một lớp mỏng, cung cấp dầu bôi trơn giữa băng và lưỡi dao. Giải thích này, được gọi là "tan chảy áp lực", bắt nguồn từ thế kỷ 19. Tuy nhiên, điều này không giải thích cho việc trượt băng ở nhiệt độ băng thấp hơn −3,5 °C, trong khi những người trượt băng thường trượt trên băng ở nhiệt độ thấp hơn. Vào thế kỷ 20, một lời giải thích khác, được gọi là "gia nhiệt ma sát", đã được đề xuất, theo đó ma sát của vật liệu làm cho lớp băng tan chảy. Tuy nhiên, lý thuyết này cũng thất bại trong việc giải thích trượt băng ở nhiệt độ thấp. Trên thực tế, không có lời giải thích nào giải thích tại sao nước đá trơn trượt khi đứng yên ngay cả ở nhiệt độ dưới 0 độ.[16] Một tính toán chi tiết về sự phụ thuộc vào vận tốc của ma sát đã chỉ ra rằng lực ma sát có tỷ lệ là căn bậc hai của vận tốc, điều này có thể giải thích tại sao băng vẫn trơn trượt ngay cả khi vận tốc thấp.[17][18]

Liên quan

Trượt băng Trượt băng nghệ thuật Trượt băng nghệ thuật tại Thế vận hội Mùa đông 2018 - Nội dung đồng đội Trượt băng nghệ thuật tại Thế vận hội Mùa đông 2018 Trượt băng tốc độ tại Thế vận hội Mùa đông 2018 Trượt băng tốc độ cự ly ngắn tại Thế vận hội Mùa đông 2018 Trượt băng tốc độ tại Thế vận hội Mùa đông 2006 Trượt băng tốc độ cự ly ngắn tại Thế vận hội Mùa đông 2018 - 500 mét nam Trượt băng tốc độ cự ly ngắn tại Thế vận hội Mùa đông 2006 Trượt băng nghệ thuật tại Thế vận hội Mùa đông 2018 - Khiêu vũ trên băng