Объяснения сенокоса с точки зрения физики.

Это интересно

Физика на сенокосе.

Вы никогда не задумывались, почему траву косят рано утром, когда на полях лежит роса и почему, как только роса сходит, то работу прекращают. Этот факт даже отражен русской пословице: “Коси коса пока роса! Роса - долой, коса - домой!” Оказывается, при скашивании травы косарями умело используются несколько физических закономерностей, которые позволяют значительно облегчить работу и улучшить ее качество. Рассмотрим их:
1. Когда на траве находится роса, то есть вода, то она выполняет роль смазки, уменьшая тем самым коэффициент трения между полотном косы и срезаемой травой. Это ведет к уменьшению силы трения, величина которой выражается формулой
Fтрения = µ N,
где N - сила реакции опоры, µ - коэффициент трения. Согласно второму закону Ньютона ускорение, а сообщаемое косе косарем можно определить по формуле
ma = Fтяга - Fтрение.
Как видно из этой формулы, когда сила трения уменьшается, то для придания косе того же ускорения требуется меньшая сила тяги Fтяга. Следовательно, косарь будет затрачивать меньше сил и в конечном итоге меньше устанет. Очевидно. Что, когда трава сухая, то коэффициент трения оказывается большим и требуется большее усилий для того, чтобы скосить то же количество травы.
2. Рано утром, при росе, в траве очень много воды. В результате этого коэффициент упругости k травы увеличивается. А согласно закону Гука
Fупругости = kx,
где x - смещение травинки относительно положения равновесия. Следовательно, возрастает сила упругости Fупругости и трава сильнее противодействует наклону (при одном и том же наклоне, то есть смещении x, сила упругости тем больше, чем больше коэффициент упругости k). А прямо стоящая трава режется по более короткому пути, чем наклоненная. Что в конечном итоге означает меньшее усилие со стороны косаря для срезания травы. Кроме того, срезаются почти все травинки, так они все стремятся вернуться в горизонтальное положение. Днем в траве воды гораздо меньше. Вследствие этого коса значительную часть травинок не срезает, а только наклоняет к земле (сила упругости меньше и при незначительном усилии происходит сильный наклон травинок).
3. И, наконец, последнее. Из-за росы травинка имеет большую массу. Поэтому при скашивании травы она не разлетается. Действительно, согласно второму закону Ньютона, ускорение, сообщаемое телу данной силой обратно пропорционально массе
a = F/m.
Расстояние, которое пролетит тело, определяется следующей формулой
s = s0 + v0t + at2/2.
До того, как травинка соприкоснулась с косой, она покоилась, тогда s0 и v0 равны нулю, данная формула упростится
s = at2/2.
Из анализа формул видно, что когда трава с росой, то она тяжелее и, соответственно пролетает меньшее расстояние, то есть меньше разлетается.
Таким образом, в простом на первый взгляд действии скашивания травы издревна умело используются законы таких разделов физики, как кинематика и динамика.