At tænde bål ved hjælp af friktion kræver en forståelse af fysikprincipper - der er måder at gøre processen lettere
Mennesker har lavet ild ved hjælp af friktion i tusinder af år, med beviser for dets brug fundet i arkæologiske optegnelser på tværs af forskellige kulturer verden over.
Ild ved friktion er et vidnesbyrd om menneskelig opfindsomhed, der bidrager til udviklingen af tidlig teknologi og en senere forståelse af fysik, kemi og varmeoverførsel.
At lave ild, en af de vigtigste opdagelser i menneskehedens historie, har spillet en central rolle i menneskets evolution og har givet varme, lys, beskyttelse mod rovdyr, et middel til at lave mad og evnen til at migrere ind i mere fjendtlige klimaer.
Jeg er ingeniørprofessor, ivrig friluftsmand og Minisino Firecrafter, som har studeret og praktiseret ild ved friktion i mange år. Det er en fantastisk måde at udforske centrale videnskabelige begreber, mens de engagerer sig i en praksis, som mennesker har udført i årtusinder.
Glød, flamme, ild
Ild ved friktion er afhængig af omdannelsen af mekanisk energi til termisk energi gennem friktion. Friktion er modstandskraften mellem to overflader, når de glider eller forsøger at glide forbi hinanden.
Der er mange måder at skabe ild ved friktion, men den mest almindelige og nemmeste at lære bruger et bueboresæt.
Et bueboresæt består af en tynd spindel, et ildsted, en let buet bue, hvortil en buesnor er fastgjort, og en "thunderhead" eller lejeklods, som er en sten eller blok af hårdt træ med en naturlig eller udskåret divot bruges til at trykke ned på toppen af spindlen.
Først vikler ildstedet buesnoren stramt rundt om spindlen og bruger den til hurtigt at dreje spindlen mod ildstedet, mens den samtidig presser ned med tordenhovedet.
På samme måde som dine hænder bliver varmere, når du kraftigt gnider dem sammen, forårsager friktion en hurtig temperaturstigning, hvor spindlen møder ildstedet. Dette fjerner eventuel resterende fugt. Træet opvarmes også mest i mangel af ilt, hvilket resulterer i forkulning, en kemisk proces fra ufuldstændig forbrænding. Det, der er tilbage, er for det meste kulstof.
Mens spindlen fortsætter med at snurre, sliber den det forkullede træ væk for at danne en lille bunke trækulstøv. Efterhånden som støvbunken vokser, vil den til sidst smelte sammen og antændes og danne en gløder.
Glødens antændelsespunkt afhænger af en række forskellige faktorer, herunder træsort, temperatur og luftfugtighed. Eksperimenter giver ofte antændelsestemperaturer i området 650-800 grader Farenheit (340-430 grader Celsius), med de mest pålidelige skøn i størrelsesordenen 700 grader F (370 grader C). At nå denne temperatur er afgørende for at skabe en glød og starte ilden.
Efter at der er dannet en glød, overfører ildmaskinen den til et tinderbundt lavet af tørre blade eller græs, død træbark eller andre fibrøse organiske materialer. Firemakeren blæser ind i tinderbundtet for yderligere at hæve temperaturen ved at øge iltflowet.
Til sidst bryder tinderen i flammer, hvorefter brandmanden kan tænde den til et større bål. Unge brande er sædvanligvis skrøbelige – hvis fyrværkeren ikke forsyner dem med nok brændstof, luftgennemstrømning og beskyttelse mod vind og regn, kan de gå ud.
Arbejd smartere, ikke hårdere
At forstå ildens fysik ved friktion og de forskellige involverede variabler kan gøre en stor forskel og hjælpe ilden til at starte hurtigere med mindre indsats.
Først skal du holde det lille. Brandmænd bør lave bueboresæt udskåret fra stående døde, tørre trælemmer, måske en tomme eller deromkring (2,5 centimeter) i diameter. Optimale spindler har diametre mellem tre ottendedele af en tomme og en halv tomme (1-1,25 cm).
Hvor hurtigt friktionskraften genererer varme er direkte proportional med, hvor hurtigt brandmaskinen bøjer i gennemsnit, og er uafhængig af spindlens diameter. Så jo hurtigere du flytter buen, jo mere varme vil du skabe, uanset spindlens størrelse.
Men fordi de har mindre tværsnitsarealer, øger tynde spindler varmetætheden ved grænsefladen mellem spindel og ildsted, som er der, hvor gløden dannes og antændes. Ved at koncentrere varmen i et mindre område ved denne grænseflade reducerer tynde spindler den tid og indsats, der kræves for at danne og antænde en gløder.
Tørre, upigmenterede træsorter med middel tæthed - elm, poppel og bomuldstræ er nogle eksempler - vil fungere godt for spindlen og ildstedet. Jeg har testet mange træsorter og fundet ud af, at med nogle få undtagelser er træets hårdhed stort set ligegyldigt.
Jeg har også fundet ud af, at modne vilde blomsterstængler - høstet friske og lov til at tørre ud - fungerer godt som spindler. Høje, træagtige vilde blomster som guldris, jernkrudt, tesel, mullein og lignende kan producere gløder på få sekunder. Hvis tiden tillader det, kan du endda lave en buesnor med naturlige fibre udvundet af hør-, hunde- eller nældeplanter, der almindeligvis findes i skoven.
Brandfremstillingsprocessen
De vigtigste variabler, som brandmanden kan kontrollere under bueprocessen, er den hastighed, hvormed de bevæger stævnen, og hvor meget tryk de påfører spindlen via tordenhovedet. Start med at placere spindelspidsen i en kærv, der er skåret ind i ildstedet. Bevæg derefter buen langsomt, indtil du får balance.
Tryk først ned med tordenhovedet lige hårdt nok til, at pyrolyse kan begynde. Pyrolyse sker, når varme får organisk materiale til at nedbrydes uden ilt. Du ved, hvornår pyrolyse starter, fordi du vil se røg stige op fra interfacet mellem spindel og ildsted.
Begynd derefter at øge din buehastighed, indtil du bukker så hurtigt, som du kan holde i et minut eller deromkring. Hold ikke vejret, og brug bueslag, så længe du kan klare dig uden at gå på kompromis med buehastigheden. Den tid, det tager at danne en glød, falder jo hurtigere du bukker, selvom længden af dit slag ikke betyder noget.
Når hastigheden stiger, skal du begynde at øge trykket, du lægger på spindlen, og stoppe, når den øgede friktion begynder at påvirke din evne til at opretholde en hurtig buehastighed. Med gode materialer vil du sandsynligvis have en flot glød på godt under et minut.
Mens moderne teknologi stort set har erstattet primitive metoder, er ild ved friktion fortsat en kilde til fascination og et vidnesbyrd om menneskelig opfindsomhed. At forstå denne proces beriger ikke kun menneskehedens forbindelse til den ældgamle fortid, men det understreger også, hvordan fysik kommer i spil gennem det daglige liv.
Leveret af The Conversation
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel. 
Varme artikler
-
Et skridt foran i kapløbet mod ultrahurtig billeddannelse af enkeltpartiklerEn intens røntgenpuls spreder en saccharoseklynge (rød, hvid, og grå kugler er ilt, kulstof- og brintatomer, hhv.), hvilket resulterer i udstødte elektroner (blå kugler) og strukturel deformation. Kre -
Røde blodlegemers komplekse rejse gennem mikrovaskulære netværkEt øjebliksbillede, der viser de røde blodlegemer deformeres, når de flyder gennem en anden mikrovaskulær netværksgeometri. Den store deformation af hver enkelt celle fanges for bedre at forstå, hvord -
Mikroskop ved hjælp af UV i stedet for synligt lys, der dukker op som diagnostisk værktøjMUSE -teknologi fanger brystvæv med nerve, der strømmer over og gennem et lag intakte fedtceller. Kredit:Richard Levenson, UC Davis MUSE-billede af talgkirtlen Et mikroskop ved hjælp af ultraviole -
Agricomb måler flere gasemissioner fra... køerForskere brugte NISTs agricomb til samtidig at måle emissioner af metan, ammoniak, kuldioxid og vanddamp fra atmosfæren omkring en foderplads til kødkvæg i Kansas. Kredit:Hanacek/NIST Efter at den
- CSIRO kortlægger Darwins hot spots og varme-sundhedssårbarhed
- Ved hjælp af lasere til at undersøge rummet, bugs og knogler
- Forskning finder bevis for 2 milliarder års vulkansk aktivitet på Mars
- Ny metode til overvågning af Alzheimers proteiner
- Sådan beregnes min klasse gennemsnit
- Den første menneskelige kultur varede 20, 000 år længere end antaget