På idrettsplassen er lag A og B i gang med en tautrekkingskonkurranse. Spillerne på begge sider drar så hardt de kan, kommandoerne på hver side vifter ivrig med flagg, og publikum roper høyt: «Gå! Gå!» Etter en intens kamp, vinner til slutt lag A. Folk gratulerer lag A, og noen gir dem til og med tommelen opp og sier: «Lag A er virkelig sterke!

Is the winning side in a tug of war competition simply stronger?

Før vi svarer på dette spørsmålet, la oss gjøre et eksperiment: Ta to fjærvekter, fest dem sammen og la personer fra lag A og B trekke i hver skala. Ved å observere lesingene på de to skalaene nøye, vil du legge merke til at til tross for at de to lagene trekker frem og tilbake, er det alltid likhet i lesingene på de to fjærvektene. Det vinnende laget viser ikke høyere lesing enn det tapende laget. Selv om person A ikke utøver kraft og lar person B trekke alene, forblir lesingene på begge fjærvektene like.

Dette antyder at i en tautrekkingskonkurranse er kraften team A utøver på team B og kraften team B utøver på team A et par like store og motsatte krefter. Så hvorfor vinner en side? Hva er hemmeligheten bak seieren?

Forestill deg at alle medlemmene av team A hadde på seg rullesko mens team B-medlemmene hadde på seg sko med grove dekksåler. I dette scenariet ville ikke seieren lenger tilhøre team A. Uansett hvor mye kraft team A utøver, vil de bli trukket over av team B.

Dette viser at utfallet av en tautrekking ikke bare bestemmes av kreftene som utøves i motsatte retninger, men er tett knyttet til friksjonskraften mellom deltakernes føtter og bakken.

Under en tautrekking er nøkkelen å øke friksjonen mellom føttene og bakken samtidig som du hindrer at du blir trukket fremover av motstanderlaget. Dette krever å skyve mot bakken og lene seg bakover. Ettersom en persons vekt øker, øker også friksjonskraften med bakken. Tautrekkingskonkurranser involverer derfor vanligvis deltakere med større kroppsvekt, og idrettsutøvere foretrekker ofte å bruke sko med grove såler.

Fordi en tautrekkingskonkurranse ikke virkelig måler hvem som er sterkere, er det ikke en offisiell sport. I stedet forblir det en rekreasjonsaktivitet.

I virkeligheten er friksjon overalt og bringer ofte med seg problemer: slitte skosåler, utslitte klær, ødelagte sykler, klokker og mye mer. Statistikk viser at rundt halvparten av inntekten brukes på å kompensere for ulike typer slitasje.

I mange år har friksjon vært både en venn og en fiende for menneskeheten, til fordel og forbruk av menneskelig innsats, ressurser og finanser. Spesielt for industrielle produkter er friksjon en stor motstander av kvalitet og levetid. Det sies at slitasjekostnadene for et amerikansk marinefly som flyr i en time overstiger drivstoffkostnadene. I krevende omgivelser fører friksjon til maskinfeil og delskade, blant annet. Med fremskritt i vitenskap og teknologi, ettersom moderne mekaniske produkter beveger seg mot høy hastighet, tung belastning og høye temperaturer, blir friksjonsproblemet mer fremtredende, og utvikler seg gradvis til et viktig studiefelt for menneskeheten - tribologi.

Enkelt sagt er tribologi den kollektive betegnelsen for vitenskap og teknologi som studerer de sammenhengende aspektene ved friksjon, slitasje og smøring på overflatene til to objekter. Ettersom materialene på kontaktflatene til to objekter kontinuerlig slites bort, skjer en rekke fysiske, kjemiske og mekaniske endringer.

Tribologi har som mål å analysere endringene på friksjonsflatene til objekter, foreslå tilsvarende tekniske tiltak, redusere eller eliminere unødvendige material- og energitap, og designe ulike nye typer mekaniske og smøreprodukter. Tribologi er derfor et omfattende tverrfaglig fag som involverer fag som matematikk, mekanikk, fysikk, kjemi, metallurgi, mekanisk ingeniørfag, materialvitenskap og petroleumsteknologi.

Studiet av tribologi er omfattende, og inkluderer design av typiske friksjonskomponenter som kulelager, gir, turbiner, tetninger, clutcher, valg av friksjonsmaterialer og overflatebehandlingsteknologier, og valg av ulike smørematerialer og teknikker. Det omfatter også analyse, overvåkning og forutsigelse av maskinens slitasjehendelser.

I dag har studiet av tribologi utvidet seg til bevegelsene i menneskelige ledd og åpningen og lukkingen av hjerteklaffer, noe som har ført til grener som biotribologi og psykologisk tribologi. Nylig har noen knyttet teorien om jordskorpebevegelse til dannelsen av fjell, hav og forkastninger, og antydet en sammenheng mellom vulkanutbrudd, jordskjelv og tribologi. Dette kalles "geotribologi".

As a practical technological discipline, tribology holds significant economic value. Approximately one-third of the world's total energy consumption ultimately transforms into some form of frictional loss. By reducing friction, a substantial amount of energy could be conserved.

In recent years, industrialized nations have shown great interest in studying and developing tribology, investigating their own national tribological situations. Their collective conclusion is that if the existing knowledge of tribology were widely applied in industry, it could potentially increase the gross domestic product (GDP) by about 1%[1]. This is a remarkable figure.