Коэффициент трения

{\mu = \dfrac{F_{тр}}{mg}}

Найти коэффициент трения

через силу трения и массучерез угол наклона

Сила трения F_тр

микроньютонмиллиньютонньютонкилоньютонмеганьютонгиганьютонкилограмм-силакипдин

Масса m

микрограмммиллиграммграммкгцентнертонна

Ускорение свободного падения g

Виджет

Ссылка на расчет

Сообщить об ошибке

Сохранить расчет

Печатать

Приводим 2 варианта нахождения коэффициента трения — зная силу трения и массу тела или зная угол наклона. Для обоих вариантов вы найдете удобные калькуляторы и формулы для расчета.

Коэффициент трения представляет собой безразмерную скалярную величину, которая равна отношению силы трения между двумя телами и силы, прижимающей их друг к другу, во время или в начале скольжения.

Коэффициент трения чаще всего обозначают греческой буквой µ («мю»).

Следует помнить, что коэффициент трения (μ) величина безразмерная, то есть не имеет единицы измерения.

Коэффициент трения зависит от качества обработки трущихся поверхностей, скорости движения тел относительно друг друга и материала соприкасающихся поверхностей. В большинстве случаев коэффициент трения находится в пределах от 0,1 до 0,5 (см. таблицу).

Содержание:

1. калькулятор коэффициента трения
2. формула коэффициента трения через силу трения и массу
3. формула коэффициента трения через угол наклона
4. таблица коэффициентов трения
5. примеры задач

Формула коэффициента трения через силу трения и массу

\mu = \dfrac{F_{тр}}{mg}

F_тр — сила трения

m — масса тела

g — ускорение свободного падения (в большинстве задач можно принять g=9. 81 м/с²)

Формула коэффициента трения через угол наклона

\mu = \tg(\alpha)

α — угол наклона

Таблица коэффициентов трения скольжения для разных пар материалов

Трущиеся материалы (при сухих поверхностях)	Коэффициенты трения
	покоя	при движении
Резина по сухому асфальту	0,95-1,0	0,5-0,8
Резина по влажному асфальту		0,25-0,75
Алюминий по алюминию	0,94
Бронза по бронзе		0,20
Бронза по чугуну		0,21
Дерево по дереву (в среднем)	0,65	0,33
Дерево по камню	0,46-0,60
Дуб по дубу (вдоль волокон)	0,62	0,48
Дуб по дубу (перпендикулярно волокнам)	0,54	0,34
Железо по железу	0,15	0,14
Железо по чугуну	0,19	0,18
Железо по бронзе (слабая смазка)	0,19	0,18
Канат пеньковый по деревянному барабану	0,40
Канат пеньковый по железному барабану	0,25
Каучук по дереву	0,80	0,55
Каучук по металлу	0,80	0,55
Кирпич по кирпичу (гладко отшлифованные)	0,5-0,7
Колесо со стальным бандажем по рельсу		0,16
Лед по льду	0,05-0,1	0,028
Метал по аботекстолиту	0,35-0,50
Метал по дереву (в среднем)	0,60	0,40
Метал по камню (в среднем)	0,42-0,50
Метал по металу (в среднем)	0,18-0,20
Медь по чугуну	0,27
Олово по свинцу	2,25
Полозья деревянные по льду		0,035
Полозья обитые железом по льду		0,02
Резина (шина) по твердому грунту	0,40-0,60
Резина (шина) по чугуну	0,83	0,8
Ремень кожаный по деревянному шкиву	0,50	0,30-0,50
Ремень кожаный по чугунному шкиву	0,30-0,50	0,56
Сталь по железу	0,19
Сталь(коньки) по льду	0,02-0,03	0,015
Сталь по райбесту	0,25-0,45
Сталь по стали	0,15-0,25	0,09 (ν = 3 м/с) 0,03 (ν = 27 м/с)
Сталь по феродо	0,25-0,45
Точильный камень (мелкозернистый) по железу		1
Точильный камень (мелкозернистый) по стали		0,94
Точильный камень (мелкозернистый) по чугуну		0,72
Чугун по дубу	0,65	0,30-0,50
Чугун по райбесту	0,25-0,45
Чугун по стали	0,33	0,13 (ν = 20 м/с)
Чугун по феродо	0,25-0,45
Чугун по чугуну		0,15

Примеры задач на нахождение коэффициента трения

Задача 1

Найдите коэффициент трения между полом и ящиком массой 20 кг, который равномерно двигают с силой 50 Н.

Решение

Для решения задачи воспользуемся формулой.

\mu = \dfrac{F_{тр}}{mg} = \dfrac{50}{20 \cdot 9.81} = \dfrac{50}{196.2} \approx 0.25484

Ответ: \approx 0.25484

С помощью калькулятора удобно проверить ответ.

Задача 2

Найдите коэффициент трения если угол наклона 30°.

Решение

Для решения этой задачи воспользуемся второй формулой.

\mu = \tg(\alpha) = \tg(30°) \approx 0.57735

Ответ: \approx 0.57735

Проверим полученный ответ с помощью калькулятора .

Сила трения (10 класс)

СИЛА ТРЕНИЯ

10 класс

Учитель физики

Тихонова О.А.

Почему звучит скрипка, когда по струнам проводят смычком? Почему на мокрой дороге автомобилю сложнее затормозить?   Вы стоите на абсолютно гладкой поверхности ледяного озера. Как сдвинуться с места? Как снять тесное кольцо с пальца?

Ответы на все эти вопросы можно получить, подробно изучив такую важную тему, как

закон силы трения.

Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит,

что между ней и телом нет трения. Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.

Трение   — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел. Сила трения  — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.  

Сила трения всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения в сторону, противоположную движению. Она всегда меньше силы нормального давления.

Откуда берётся трение

Трение возникает по двум причинам:

• Все тела имеют шероховатости. Даже у очень хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп видны неровности. Абсолютно гладкие поверхности бывают только в идеальном мире задач, в которых трением можно пренебречь. Именно упругие и неупругие деформации неровностей при контакте трущихся поверхностей формируют силу трения. 
• Между атомами и молекулами поверхностей тел действуют  электромагнитные силы  притяжения и отталкивания. Таким образом, сила трения имеет электромагнитную природу.

Виды силы трения

В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.

Сухое трение  возникает в области контакта поверхностей твёрдых тел в отсутствие жидкой или газообразной прослойки. Этот вид трения может возникать даже в состоянии покоя или в результате перекатывания одного тела по другому, поэтому здесь выделяют три вида силы трения:

• трение скольжения,
• трение покоя,
• трение качения.   

Вязкое трение   возникает при движении твёрдого тела в жидкости или газе. Оно препятствует движению лодки, которая скользит по реке, или воздействует на летящий самолёт со стороны воздуха. Интересная особенность вязкого трения в том, что отсутствует трение покоя. Попробуйте сдвинуть пальцем лежащий на земле деревянный брус и проделайте тот же эксперимент, опустив брус на воду. Чтобы сдвинуть брус с места в воде, будет достаточно сколь угодно малой силы. Однако по мере роста скорости силы вязкого трения

сильно увеличиваются.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел;

  Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону.

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения ( F тр ) max . Если внешняя сила больше ( F тр ) max , возникает относительное проскальзывание.

Сила трения покоя  

Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется  силой трения покоя.

Сила трения покоя

(υ = 0). 

Сила трения скольжения  

Всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения;

Зависит от относительной скорости тел;

При изменении на­правления скорости изменяется и направление силы трения.

Сила возникающая при относительном движении контактирующих твёрдых тел, называется силой трения скольжения.

Сила трения качения  

Возникает в случае, когда тело не скользит по поверхности, а катится;

Скорости тел в точке касания одинаковы и по модулю и по направлению. 

Сила трения качения — это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.

Направление силы трения

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.

Как рассчитать и измерить силу трения

Коэффициент трения обозначается буквой μ  (греческая буква «мю»). Коэффициент определяется отношением силы трения к силе нормального давления. 

Сила реакции опоры обозначается N .

Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта. 

Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:

где  μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.

Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела: 

ПРИМЕР ЗАДАЧИ

На горизонтальном полу стоит ящик массой 20 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,3. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 36 Н. Какова сила трения между ящиком и полом?

РЕШЕНИЕ: Чтобы определить  вид  трения, возникающего между ящиком и полом, нужно найти силу трения скольжения и сравнить с ней приложенную к ящику силу.

Сила, приложенная к ящику, меньше силы трения скольжения. Значит, между ящиком и полом возникает сила трения покоя. Модуль силы трения покоя равен модулю приложенной силы:

F тр.пок . = F = 36  (Н).

Подведём итоги

• Сила трения покоя меняется от нуля до максимального значения 0
• Максимальная сила трения покоя почти равна силе трения скольжения, лишь немного её превышая. Можно приближенно считать, что Fтр. = Fтр.пок.макс 
• Силу трения скольжения можно рассчитать по формуле Fтр. =  μ  ⋅ N,  где  μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.
• При равномерном прямолинейном скольжении по горизонтальной поверхности сила тяги равна силе трения скольжения Fтр. = Fтяги.
• Коэффициент трения  μ  зависит от рода и степени обработки  поверхностей 0 μ  
• При одинаковых силе нормального давления и коэффициенте

трения сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

Домашняя работа:

§ 36, 37.

Упр. стр. 117.

формула определения значения, обозначение в физике, измерительные действия

Физика

12.11.21

15 мин.

Процесс взаимодействия тел при их относительном движении можно отобразить с помощью формулы трения скольжения. Коэффициент определяется только путём проведённых исследований. Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется трибологией (механикой фрикционного взаимодействия). Определяемый коэффициент является совокупной характеристикой пары материалов, которые не зависят от площади соприкосновения тел.

Оглавление:

• Краткое описание
• Сила трения скольжения
• Правила расчёта
• Измерительные манипуляции
• Основные характеристики
• Практическое значение
• Ключевые нюансы

Процесс взаимодействия тел при их относительном движении можно отобразить с помощью формулы трения скольжения. Коэффициент определяется только путём проведённых исследований. Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется трибологией (механикой фрикционного взаимодействия). Определяемый коэффициент является совокупной характеристикой пары материалов, которые не зависят от площади соприкосновения тел.

Краткое описание

Трение можно рассматривать как способ взаимодействия двух объектов. Но у этого процесса есть свои нюансы. Между двумя объектами трение возникает только в результате их соприкосновения с определённой площадью поверхности. Этот процесс попадает под действие третьего закона Ньютона.

Например, если взять 2 небольших бруска из дерева и просто их передвигать, то в итоге можно наблюдать соприкосновение по площадям. Во время эксперимента можно заметить, что двигать предметами относительно друг друга гораздо сложнее, нежели совершать с ними какие-либо манипуляции в воздухе. Именно в этом случае в действие вступает закон трения.

В третьем законе Ньютона описано правило, которое касается того, что по модулю силы равны, но направлены совершенно в разные стороны. Получается, что сила μ является векторной величиной. Этот процесс имеет электромагнитную природу. Трение возникает в результате того, что молекулы и атомы тел, участвующих в соприкосновении, начинают взаимодействовать друг с другом. На этом правиле основано много задач по физике. Латинской буквой k или греческой μ обозначается коэффициент трения.

Сила трения скольжения

Коэффициент трения скольжения показывает отношение μ к силе давления на поверхность. Это правило изучают на уроках физики в 10 классе. Силы трения всегда воздействуют на объекты. Они возникают в результате соприкосновения твёрдых тел, газов и жидкостей, подчиняются закону Ньютона.

Для решения сложных задач нужно понимать, что направление силы трения противоположно движению объекта и факторам, которые стремятся изменить его положение. Исключений не предусмотрено. О процессе трения скольжения можно говорить только тогда, когда тело движется относительно другого объекта. Конечные результаты во многом зависят от следующих факторов:

• скорости движения;
• коэффициента трения скольжения (µ), от которого напрямую зависят свойства, а также состояние поверхностей соприкосновения;
• силы нормальной реакции опоры (N→).

Итоговый коэффициент во многом зависит от свойств задействованного материала.

Например, чем шероховатее будет поверхность, тем больше станет значение μ. У скользких оснований коэффициент окажется минимальным. Трение во многом зависит от скорости, но этим значением часто пренебрегают, если речь не идет о точных измерениях. По этой причине показатель μ является постоянным.

Правила расчёта

С максимальной точностью силу трения скольжения можно определить с помощью формулы F = µ* N. Значение N рассчитывается как производное массы тела на ускорение свободного падения. Учитывается также косинус угла к поверхности: N = m * g * cosa. Формула коэффициента трения скольжения выглядит следующим образом: µ = F/N.

На уроках физики можно узнать, что для основного количества всех пар материалов коэффициент рассчитывается во время опытов. Значение находится в пределах от 0,1 до 0,5. В такой ситуации μ будет являться переменной величиной.

В физике используются специальные таблицы, в которых указаны переменные величины для каждого из материалов. Но эти данные являются актуальными только при соблюдении определённых условий. Если нужно получить максимально точный результат, тогда следует самостоятельно выполнить расчёты для конкретной ситуации.

Измерительные манипуляции

Динамометр используется для измерения реальных показателей механической силы. Этот прибор включает в себя силовой элемент (пружину) и отчётное звено (линейку). Принцип использования стандартного пружинного динамометра прост. На прибор воздействует сила, которая растягивает либо сжимает упругое звено. Полученное значение фиксируется при помощи измерительной части.

Чтобы правильно найти величину μ, которая передаётся на брусок в процессе его движения по конкретной поверхности, нужно постараться прикрепить к объекту динамометр. Необходимо потянуть устройство за пружину в горизонтальной плоскости.

Чтобы полученный результат не имел погрешностей, нужно следить за тем, чтобы прибор перемещался максимально равномерно и с постоянной скоростью.

На анализируемую величину будут действовать сразу 2 силы, одна из которых препятствует движению бруска, а вторая старается снизить вероятность деформации пружины. Так как движение динамометра равномерное, силы имеют одинаковое значение и уравновешивают друг друга. На измерительной шкале регистрируется показатель упругости пружины, из-за чего полученная величина и будет искомой цифрой.

Проведённый опыт может доказать, что итоговое значение μ во многом зависит от веса задействованного объекта. Если применить дополнительный груз и повторить исследование, тогда можно заметить, что значение на линейке увеличится.

Основные характеристики

Сила трения может рассматриваться как процесс, который возникает в результате соприкосновения двух объектов и препятствует их относительному движению. Основными причинами трения являются специфическая шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие имеющихся молекул. Существует определённый характер фрикционного взаимодействия, который принято делить на несколько категорий:

1. Граничное. В области контакта содержатся участки и слои разной природы (например, жидкость, оксидные плёнки). Это самый распространённый случай, когда дело касается скольжения.
2. Сухое. Взаимодействующие твёрдые тела не разделены между собой дополнительными слоями. На практике крайне редко фиксируются ситуации, которые свойственны сухому трению. Для этого случая характерно наличие большого значения μ в состоянии покоя.
3. Жидкостное. Задействованные тела разделены слоем твёрдого тела (например, порошок графита), газом либо жидкостью. Эта ситуация чаще всего фиксируется при трении качения. Твёрдые тела погружены в жидкость, а величина μ отличается вязкой средой.
4. Смешанное. Зона контакта содержит участки жидкостного и сухого трения.
5. Вязкоупругое. Решающую роль играет внутреннее трение в смазывающем материале. Это фрикционное взаимодействие возникает при увеличении относительных скоростей перемещения.

Многочисленные исследования показали, что для многих пар материалов итоговое значение µ не превышает 1. В противном случае можно говорить, что между контактирующими телами присутствует сила адгезии.

Для решения элементарных задач используется следующая формула: µ = (F + F adhesion)/ N. Значение μ измеряется стандартным образом, никакие дополнительные буквы для обозначения полученного результата не используются (указываются только цифры).

Практическое значение

Трение играет отрицательную роль во многих механизмах, например, в транспортных средствах, двигателях внутреннего сгорания, зубчатых шестеренках. Негативное значение сказывается на снижении коэффициента полезного действия механизма. Смазки, масла на синтетической и натуральной основе позволяют существенно уменьшить силу трения. На многих широко распространённых деталях присутствует защитное напыление.

Если речь идет о миниатюризации МЭМС (микроэлектромеханических систем) и НЭМС (наноэлектромеханических систем), тогда показатель μ будет существенно увеличиваться. Для решения этих проблем используется усовершенствованный подход в рамках трибологии.

Благодаря трению объекты могут перемещаться. Например, при ходьбе неизбежным является сцепление стопы с полом, из-за чего человек отталкивается от поверхности и движется дальше. Аналогичным образом происходит сцепление колёс транспортного средства с дорогой. Для повышения эксплуатационных характеристик автомобилей выпускаются инновационные формы и специальные разновидности резины для колёс. На спортивные машины устанавливают универсальные антикрылья, которые прижимают транспортное средство к трассе.

Ключевые нюансы

Сила трения имеет место и при качении какого-либо тела. Но этим параметром часто пренебрегают, так как итоговые показатели недостаточно велики, чтобы брать их в расчёт. Такой подход позволяет упростить процесс решения различных задач. Но даже в этом случае можно сохранить высокую степень точности итогового результата.

Для закрепления полученных знаний можно изучить пример решения задачи по физике. На пол поставили ящик весом 7 кг. Между этим объектом и напольным покрытием значение μ составляет 0,3. К ящику прикладывают силу, которая соответствует 14 Н. Нужно совершить необходимые расчёты, чтобы понять, можно ли сдвинуть объект с места. Для определения силы реакции необходимо массу ящика умножить на ускорение:

1. N = m * g.
2. N = 10 кг * 9,8 м/с² = 98 кг * м/с² = 98 Н.
3. F = k * N.
4. F = 0,3 * 98 Н = 29,4 Н.

Полученный результат позволяет сделать вывод, что ящик останется на прежнем месте. Это связано с тем, что итоговое значение превышает усилия, приложенные к объекту: 29,4 Н > 14 Н.

Силы трения имеют большое значение в жизни людей и животных.

Благодаря этому явлению человек может ходить и держать в руках различные предметы. За счёт действия закона сцепления на скалах удерживаются огромные валуны и не падают в пропасть, а плетущиеся растения тянутся к солнечному свету и скрепляются с ближайшей опорой.

Люди и животные от природы умеют избавляться от негативного воздействия торможения. К примеру, всё тело рыбы покрыто специальной слизью, что позволяет существенно уменьшить трение о воду. Человек при работе с техникой научился использовать различные смазывающие материалы, благодаря чему увеличивается срок эксплуатации, а также качество работы устройства.

Сила трения тема по физике 7 класса

Трение — это сила, которая удерживает объекты от отдаления от нас при малейшем прикосновении, как шайба на столе для аэрохоккея. В этой статье мы обсудим значение силы трения, коэффициент трения с соответствующим символом, формулу трения и некоторые примеры расчета трения.

Сила трения — определение и значение

Сила трения — это сила, которая противодействует скользящему движению одного объекта / поверхности по другому объекту / поверхности.

Если вы толкаете коробку горизонтально, сопротивление, которое вы чувствуете, борясь с вами, — это сила трения. Трение напрямую связано с весом объекта и шероховатостью взаимодействующих поверхностей. Трение всегда действует параллельно поверхности, в направлении, противоположном скольжению, как показано на рисунке ниже. Существует два типа трения: статическое и кинетическое.

Статическое трение — это сила, которая противодействует движению, когда объект не движется. Представьте, что вы пытаетесь толкнуть большую тяжелую коробку. Если вы нажмете совсем немного, он вообще не сдвинется — статическая сила трения удерживает его на месте. Вы должны увеличивать силу нажатия, пока он, наконец, не начнет двигаться. До этого момента статическое трение сопротивляется вашему толчку. Именно в тот момент, когда коробка начинает двигаться, статическое трение больше не действует, и вступает в силу кинетическое трение.

Кинетическое трение — это сила, которая противодействует движению, когда объект движется. Это сила, которая заставляет объекты замедляться — в противном случае они продолжали бы скользить вечно. Если вы думаете о том, чтобы толкать эту большую, тяжелую коробку, вы можете подумать о том, что заставить коробку начать движение сложнее, чем поддерживать ее движение. Это связано с тем, что статическое трение обычно больше, чем кинетическое трение.

Трение возникает в результате действия межатомных электрических сил

Трение — это тип контактной силы, и, как таковой, оно возникает в результате межатомных электрических сил. В микроскопическом масштабе поверхности объектов не являются гладкими; они состоят из крошечных пиков и щелей. Когда пики скользят и сталкиваются друг с другом, электронные облака вокруг атомов каждого объекта пытаются оттолкнуться друг от друга. Также могут существовать молекулярные связи, которые образуются между частями поверхностей для создания адгезии, которая также препятствует движению. Все эти электрические силы вместе составляют общую силу трения, которая противодействует скольжению.

Коэффициент символа трения

Различные типы поверхностей вносят разный вклад в силу трения. Подумайте о том, насколько сложнее толкать коробку по бетону, чем толкать ту же коробку по льду. Способ, которым мы учитываем эту разницу, — это коэффициент трения. Коэффициент трения — это безразмерное число, зависящее от шероховатости (а также других качеств) двух взаимодействующих поверхностей. Было проведено много экспериментов для определения коэффициента трения при взаимодействии общих поверхностей.

Величина, характеризующая трущиеся поверхности, называется коэффициентом трения и обозначается обычно латинской буквой k {\displaystyle k} или греческой буквой ? {\displaystyle \mu}. Она зависит от природы и качества обработки трущихся поверхностей. Кроме того, коэффициент трения зависит от скорости.

Расчет силы трения

Сила трения высчитывается путем произведения реакции опоры N и коэффициента трения k. Формула силы трения будет иметь следующий вид:
F тр = k * N.
В некоторых формулах коэффициент трения k обозначается символом µ.
Написанные выше расчеты справедливы в самом простом случае, когда тело лежит на строго горизонтальной поверхности.
Если же движение происходит по наклонной плоскости, то расчеты силы трения несколько усложняются.

Каждая сила имеет единицы измерения Ньютонов,. Эта формула показывает, что величина силы трения зависит от коэффициента трения, как мы обсуждали выше, а также от величины нормальной силы. По мере увеличения коэффициента трения или нормальной силы сила трения увеличивается. Это интуитивно понятно — когда мы толкаем коробку, толкать труднее, когда поверхность более шероховатая и когда коробка тяжелее.

Уравнение статического трения

Значение «равно или меньше знака» в приведенном выше общем уравнении относится к статическому трению. Это потому, что если вы нажмете на коробку, а она не сдвинется с места, сила трения будет равна силе вашего толчка (потому что без ускорения сумма сил равна нулю). Поэтому, если вы нажмете на 5N сила, сила трения, сопротивляющаяся движению, будет равна 5N; если вы нажмете на 10N и он все еще не движется, сила трения будет равна 10N. Силой выступает F fs = ? s F n (? s – коэффициент статического трения, F n – нормальная сила).

Чтобы найти максимально возможную силу, которую вы можете приложить, не перемещая коробку, или просто заставить коробку начать движение, вы должны установить силу трения, равную коэффициенту трения, умноженному на нормальную силу.

Кинетическое уравнение трения

Поскольку объект уже движется для применения кинетического трения, кинетическое трение не может быть меньше, чем коэффициент трения, умноженный на нормальную силу.

Сила трения — основные выводы

Сила трения противодействует скольжению между объектом и поверхностью.
Трение действует параллельно поверхности в направлении, противоположном движению (или попытке движения).
Трение является результатом межатомных электрических сил. Электронные облака между шероховатыми участками поверхностей могут отталкиваться друг от друга, а сцепление может препятствовать движению поверхностей, но все это приводит к силе трения, которая препятствует движению.
Статическое трение препятствует скольжению, когда объекты не движутся, и может быть меньше, чем коэффициент статического трения, умноженный на нормальную силу.
Кинетическое трение противодействует скольжению при движении объектов и всегда равно коэффициенту кинетического трения, умноженному на нормальную силу.

Сохраните материал в вашей социальной сети, чтобы легко найти его:

Ответы на домашние задания:

• Квантовые числа и орбитали
• Необходимый элемент азот (факты, купить, физические свойства, применение) химия
• Преимущества изучения второго языка в раннем возрасте
• Виртуальная реальность: преимущества и недостатки
• Таблица с формулами вычисления интегралов
• Знаки препинания в русском языке схема расстановки
• Энтальпия связи и энергия связи
• Как улучшить математику моего ребенка?
• Какова функция регулирующих клапанов в системе ОВКВ?
• Как записать цифры в порядке убывания, таблица.
• Программное и аппаратное обеспечение компьютера
• Прописные буквы русского алфавита для первоклассников распечатать
• Именно поэтому этот год, безусловно, будет годом законодательства

Интегрированный урок по физике 7 класс Сила трения. Трение покоя. Трение в природе и технике

Интегрированный урок по физике

7 класс

Тема: Сила трения. Трение покоя. Трение в природе и технике

Цель урока: познакомить обучающихся с силой трения, её видами и значением в жизни человека и природы.

Задачи:

в направлении личностного развития:

• развитие логического и критического мышления, культуры речи, способности к умственному эксперименту;

• воспитание качеств личности, способность принимать самостоятельные решения;

• формирование мышления;

• развитие интереса к предмету «Физика».

в предметном направлении:

• познакомить учащихся с силой трения, её видами и значением в жизни человека и природы;

• формирования механизмов мышления, характерных для математической деятельности

в метапредметном направлении:

• развитие представлений о физике как форме описания и методе познания действительности;

• формирование общих способов интеллектуальной деятельности, характерных для физики и являющихся основой познавательной культуры.

Оборудование: деревянный брусок, гиря, штатив, динамометр демонстрационный, компьютер, мультимедиапроектор, экран, листы бумаги, корзинка, шаблон кластера, тест, анкета по рефлексии, тест.

 

Ход урока.

Организационный момент.

Актуализация. «Корзина идей».

Учитель: Когда-то чтобы добыть огонь, люди брали острую деревянную палочку, упирали её в деревянный брусок и быстро вращали. При достаточном упорстве через некоторое время появлялся дым, начиналось тление и возгорание образовавшихся опилок и подложенного, например, сухого мха.

Как вы считаете, о чем пойдет речь сегодня на уроке? На краю ваших парт лежат шаблон. Заполните первый столбик, запишите все, что знаете о силе трение.

(школьники зачитывают ответы).

«Знаю»	«Хочу узнать»	«Узнал (а)»

Подумайте, чтобы вы хотели узнать о трении сегодня на уроке? (школьники зачитывают ответы, план урока записывается на доске).

Ученики: Мы сегодня узнаем, что такое сила трения, какие виды силы трения существуют, причины возникновения силы трения, а также научимся измерять силу трения с помощью динамометра. Узнаем про трение в природе и технике.

План

— Что такое трение?

— Причина возникновения силы трения.

— Виды трения.

— Как можно рассчитать силу трения?

— Измерение сил трения.

— Трение в природе и технике.

— Полезно трение или вредно?

Изучение нового материала

Учитель. С трением мы сталкиваемся на каждом шагу, но без трения не смогли бы сделать и шага. Невозможно представить себе мир без трения. В отсутствие трения Земля бы сотрясалась бы от непрерывных землетрясений, т.к. тектонические плиты постоянно сталкивались бы между собой. Все ледники сразу же скатились с гор, а по поверхности Земли носилась бы пыль прошлогоднего ветра. Как хорошо, что все-таки есть на свете сила трения! С другой стороны, трение между деталями машин приводит к износу и дополнительным расходам.

Презентации «Сила трения», «Трение в жизни растений и животных». (Работа учащихся в рамках ИОП по теме: «Сила»)

1.Силы трения – это силы, возникающие при соприкосновении движущихся тел с другими телами. 2. Природа силы трения Причиной возникновения силы трения является шероховатость поверхности. Выступающие части поверхностей задевают друг за друга и препятствуют движению тела. Другая причина трения – взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. На величину трения влияют: нагрузка, скорость перемещения тел, шероховатость их поверхностей, температура, наличие смазки. Наибольшее значение сила трения имеет в момент начала движения. 3.Виды трения Различают сухое и жидкое трение. Сухое трение покоя, скольжения и трение качения. Сила трения покоя удерживает гвоздь, вбитый в доску, не дает развязаться банту на ленте, удерживает нитку, которой сшиты два куска ткани. При скольжении одного тела по поверхности другого возникает трение скольжения. Если же тело не скользит, а катится по поверхности, то возникает трение качения. Сила трения качения обычно значительно меньше силы трения скольжения. 4. Формула силы трения Сила трения обозначается буквой Fтр. Единица измерения – 1 Н. Формула, по которой можно рассчитать силу трения: Fтр = µmg, где µ — коэффициент трения, m – масса тела, g – ускорение свободного падения. 5. Измерение сил трения с помощью динамометра Первые исследования трения, о которых мы знаем, были проведены Леонардо да Винчи примерно 500 лет назад. Он измерял силу трения, действующую на деревянные параллелепипеды, скользящие по доске, причём, ставя бруски на разные грани, определял зависимость силы трения от площади опоры. Но работы Леонардо да Винчи стали известны уже после того, как классические законы трения были вновь открыты французскими учёными Амонтоном и Кулоном в XVII – XVIII веках. Демонстрация «Измерение силы трения покоя» 1.Положите на горизонтальную поверхность линейки деревянный брусок с тремя отверстиями на поверхности. На него положите груз массой 100 г. К крючку динамометра прицепите брусок. С помощью динамометра приведите брусок в равномерное движение. Зафиксируйте показания динамометра. Рассчитаем коэффициент трения скольжения. µ = Fтр/ mg 6. Трение в природе и технике Учитель: В жизни многих растений трение играет положительную роль. Например, лианы, хмель, горох, бобы и другие вьющиеся растения. Благодаря трению они цепляются за находящиеся поблизости опоры, удерживаются на них и тянутся к свету. Трение создается за счет того, что стебли многократно обвивают опоры и поэтому очень плотно прилегают к ним. У многих животных имеются различные органы, служащие для хватания (хобот слона, цепкие хвосты лазающих животных). Отгадайте загадки и объясните, как это связано с трением. 1. Она с лианы на лиану, А в передышку ест бананы. (Обезьяна). 2. В зелененьком домишке, много ребятишек, Усиками цепляются, к солнышку тянутся. (Горох) 3. Гроздь ягод на солнце наливается, а потом в корзину собирается. (Виноград). Ученики: Растениям, как репейник, трение помогает распространять семена, имеющие колючки с небольшими крючками на концах. Эти колючки зацепляются за шерсть животных и вместе с ними перемещаются. Семена же гороха, орехи благодаря своей шарообразной форме и малому трению качения перемещаются легко сами. У растений, имеющих корнеплоды, такие, как морковь, свекла, брюква, сила трения о грунт способствует удержанию их в почве. С ростом корнеплода давление окружающей земли на него увеличивается, а это значит, что сила трения тоже возрастает. Поэтому так трудно вытащить из земли большую свеклу, редьку или репу. Учитель: Вспомните известную сказку «Репка». — Почему не смог дед вытащить репку? Как выглядел бы мир без трения? Учитель: представьте, что пол в нашем классе стал очень скользким, например, как каток. Чтобы произошло? Ученики: Люди поминутно падали бы и не могли подняться. Ведь только трение (точнее: трение покоя) позволяет нам отталкиваться ногами, шагая вдоль по ровной дороге. Учиель: приведите примеры, когда нам необходимо трение в жизни. Ученики: Все узлы немедленно развязывались бы; ведь узлы держатся только благодаря трению одних частей верёвки, шнурка или бечёвки о другие. Все ткани расползались бы по ниткам, а нитки — в мельчайшие волокна. Шофёр не смог бы остановить свою машину? Ведь автомобиль тормозят тем, что прижимают к специальным барабанам, вращающимся вместе с колёсами, тормозные колодки (или ленты). Повернуть машину в мире без трения тоже не удалось бы. В мире без трения нельзя было бы ничего толком построить или изготовить: все гвозди выпадали бы из стен, — ведь вбитый гвоздь держится только из-за трения о дерево. Все винты, болты, шурупы вывинчивались бы при малейшем сотрясении — они удерживаются только из-за наличия трения покоя. Учитель: Как вы считаете, а трение полезно или вредно? 7. Трение полезно или вредно? Послушайте внимательно стихотворение. 1-й ряд выписывает примеры того, когда трение полезно. 2 – й ряд выписывает примеры того, когда трение вредно.

Трение – наш друг и враг.

Что такое трение?

Трение – явление.

Враг оно нам или друг?

Это знают все вокруг:

Если б трение пропало,

Что б со всеми нами стало?

Мы ходить бы не смогли,

Оттолкнувшись от земли.

Если б взял ты что – то вдруг,

Оно выпало б из рук.

Помогает трение

Начинать движение

Всем машинам, тракторам

Мотоциклам, поездам.

Ну, а также тормозить

И их всех остановить.

Очень нужно тренье нам,

Всем растеньям и зверям!

Но притом приносит вред

И не мало разных бед:

В станках, приборах трутся части-

И это главное несчастье.

Ну, а все автомашины

Быстро снашивают шины!

И поэтому вопрос

Не настолько уж и прост:

Трение – друг нам или враг?

Ответ двоякий: так и так!

Проверка.

— Назовите примеры полезного трения.

— Приведите примеры, когда трение приносит вред.

Итак, благодаря трению происходит движение паровоза, автомобиля и т. д. Трение используется в ременных передачах, в тормозах и т. п., но оно же вызывает нагревание и износ различных частей механизмов и машин. Вредное влияние трения внешнего уменьшают смазкой, применяют шариковые и роликовые подшипники, заменяя трение скольжения трением качения.

Первичное закрепление.

1. Викторина.

1. Почему нагруженный автомобиль на размытой дороге буксует меньше, чем пустой?

(Нагруженный автомобиль оказывает большее давление на дорогу, вследствие этого сцепление колес с грунтом у него больше, чем у порожнего).

2. Почему спускаясь по канату, опасно быстро скользить? (Вследствие большого трения можно обжечь руки и ноги).

3. Перечислите все известные вам смазочные вещества. ( Машинное, авиационное, дизельное масла, солидол, нигрол, ружейное масло, технический вазелин, автол и др. )

4. Назовите пословицы и поговорки, связанные с трением. (Сухая ложка рот дерет; Идет как по маслу; скрипит как немазаная телега; скользкий как налим и т.д.)

5. Почему тротуары посыпают песком? (Тротуары посыпают песком, чтобы увеличить силу трения между подошвой обуви и льдом).

6. Зачем на подошвы спортивной обуви футболиста набивают кожаные шипы? (

2. Решение задач

1. С помощью динамометра равномерно перемещают брусок. Чему равна сила трения скольжения между бруском и столом, если динамометр показывает 0,5 Н?

2. На транспортере движется ящик с грузом (без скольжения). Куда направлена сила трения покоя между лентой транспортера и ящиком?

Повторение

1) Кластер по теме: «Трение»

Учащиеся составляют кластер. Проверка.

2) Работа с тестом.

Тест «Сила трения» пособие А.В. Постников «Проверка знаний учащихся по физике 7 — 8 класс», 1 вариант (отпечатанные варианты с листочками для ответов заранее заготовлены и положены на столы детей перед уроком)

Пример варианта № 1 (выбери правильный ответ)

1. Сани скатываются с горы под действием силы …, а, скатившись, останавливаются за счет силы … . 

а) трения…тяжести

б) упругости…трения

в) трения …упругости

г) тяжести…трения

2. При смазке трущихся поверхностей сила трения …

а) не изменяется

б) увеличивается

в) уменьшается

3. Совпадает ли сила трения с направлением скорости движения тела?

а) совпадает

б) направлена в сторону, противоположную скорости

4.Какие причины влияют на силу трения?

а) природа трущихся поверхностей

б) силы, прижимающие соприкасающиеся поверхности друг к другу

в) шероховатость соприкасающихся поверхностей

Рефлексия. Итог урока.

-Что нового узнали?

Мы с вами изучили темы, связанные с различным видом сил. Учащиеся третий столбик таблицы «Я узнал(а)».

Домашнее задание.

Подготовиться к контрольной работе. Тест.

1. Напишите формулу силы тяжести.
2. Единица измерения веса тела?
3. Каков вес тела массой 1 кг?
4. Какую величину измеряют с помощью динамометра?
5. Чему равна сила тяжести, массой 300 г?
6. Парашютист, масса которого 80 кг, равномерно движется. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на него?
7. Мальчик весом 500 Н держит на поднятой руке гирю весом 100 Н. С какой силой он давит на землю?
8. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах на Земле?
9. Если масса воды уменьшится в 3 раза, уменьшится ли ее вес? Как?
10. F1 = 3Н F2 = 5 Н Определите равнодействующую сил.

Литература:

1. http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=659048

Трение. Сила трения | 7 класс

Содержание

Давайте рассмотрим обычные и всем нам знакомые ситуации. Например, езду на велосипеде.

Когда велосипедист крутит педали — велосипед едет, а когда не крутит — велосипед начинает тормозить и вскоре останавливается.

Сани, скатившись с горы, постепенно теряют скорость и тоже останавливаются (рисунок 1).

Рисунок 1. Движение и остановка санок

Мы знаем, что причиной всякого изменения скорости движения (в данном случае уменьшения) является сила. Значит, и в рассмотренных примерах на каждое движущееся тело действовала сила.

Существуют разные уже изученные нами ранее силы: сила тяжести, сила упругости, вес тела. В приведенных выше примерах фигурировала сила трения. Именно о ней и пойдет речь на данном уроке.

Что такое сила трения?

Итак, разберем это понятие.

Сила трения — это сила, возникающая при взаимодействии двух тел и препятствующая их относительному движению.

Обозначается она буквой $F$ с индексом, то есть следующим образом: $F_{тр}$.

Взглянем на силу трения на примере движущихся саней (рисунок 2). Она направлена вдоль поверхностей соприкасающихся тел в сторону, противоположную скорости движения тела (саней) по неподвижной поверхности.

Рисунок 2. Сила трения при движении саней по снегу

{"questions":[{"content":"Укажите правильное определение понятия <b>сила трения</b>.[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["сила, возникающая при взаимодействии двух тел и препятствующая их относительному движению","сила, возникающая при взаимодействии двух тел и способствующая их относительному движению","сила, возникающая при взаимодействии двух тел и никак не влияющая на их относительное движение"],"answer":[0]}}}]}

Причины возникновения трения

В чем заключаются причины трения?

1. Шероховатость поверхностей тел

Гладкие на ощупь тела тоже имеют неровности, бугорки и царапины.

С помощью современных лазерных микроскопов сейчас можно увидеть даже самые незаметные неровности. Например, на рисунке 3 вы можете увидеть изображение поверхность листа стали, прошедшего обработку. Для наших невооруженных глаз такой стальной лист будет казаться идеально гладким, но это не так.

Рисунок 3. Поверхность стального листа под лазерным микроскопом

Из-за этого, когда одно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга. Это создает силу, препятствующую движению.

2. Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел

Другая причина возникновения трения — взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Если поверхности тел идеально гладкие, то при соприкосновении молекулы тел находятся очень близко друг к другу. В этом случае заметно проявляется притяжение между молекулами тел (рисунок 4).

Рисунок 4. Взаимное притяжение молекул при соприкосновении двух тел

{"questions":[{"content":"В чем заключаются причины возникновения силы трения?[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Шероховатость тел","Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел","притяжение всех тел друг к другу из-за всемирного тяготения","наличие у тел веса"],"answer":[0,1]}}}]}

Изменение силы трения.

Смазка

Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввести между трущимися поверхностями смазку. Ее слой разъединит поверхности трущихся тел (рисунок 5).

Как смазка влияет на силу трения?
В этом случае соприкасаются не поверхности тел, а слои смазки. Смазка же в большинстве случаев жидкая, а, как известно, трение жидких слоев меньше, чем твердых.

Рисунок 5. Уменьшение силы трения с помощью смазки

Например, на коньках малое трение при скольжении по льду объясняется также действием смазки. Смазкой в этом случае является вода, образующаяся между коньками и льдом тонким слоем. 

Именно из-за маленького трения жидкости мы поскальзываемся на вымытом полу. А в технике благодаря меньшему трению жидкости в качестве смазки широко применяют различные масла.