Примеры силы трения вред и польза и вред

В нашем мире все подчинено определенным законам. Любое действие, совершаемое на Земле, легко объясняется законами мироздания и природы. Что бы ни произошло, это легко объяснить, достаточно лишь немного освежить свои знания в области естествознания. Все законы физики, так или иначе, имеют свое влияние на происходящее в мире. Ну а если говорить о более насущных вещах, то даже на наш повседневный быт влияют законы физики. В особенности это касается силы трения. Что это за сила, и, чем она так знаменита? А главное, какую роль она оказывает на нашу повседневную жизнь?

Сила трения

Что такое сила терния? Сила трения – сила, возникающая при соприкосновении двух тел. Если объяснять это языком, далеким от науки, то, когда два предмета соприкасаются, то их поверхности редко бывают гладкими, поэтому на микроскопическом уровне их поверхности как бы цепляются друг за друга.

Плюсы

У этого природного явления есть много плюсов, которые делают нашу жизнь такой, какая она есть. Причем список этих плюсов достаточно внушительный:

• Мы можем ходить. Если бы силы трения не существовало, то сложно представить, как бы мы перемещались. Наша стопа бы просто не могла бы сцепиться с землей, чтобы оттолкнуть тело в нужном направлении.
• Мы можем стоять. Да-да, без силы трения мы не смогли бы ходить, но и стоять на месте тоже, любое дуновение ветерка могло бы «сдуть» нас куда угодно.
• Мы можем носить в руках предметы. Все, что мы берем в руки не выскальзывает не только потому, что мы крепко держим предмет, а в основном благодаря силе трения.
• Движение с помощью транспорта. Шины автомобилей могут отталкиваться от асфальта и двигать машину только благодаря силе трения. Поезд едет за счет сцепления с рельсами. Самокат, велосипед, ролики и другой транспорт с колесами был бы немыслим без силы трения.
• Борьба с гололедом. По льду ходить затруднительно, а вот по льду, присыпанному песком – другое дело. Благодаря увеличению силы трения, мы можем перемещаться в пространстве даже зимой, когда дороги покрыты льдом.
• Существование предметов. Все предметы соединены не только благодаря силе трения, но она играет очень важную роль. Даже нитки держат нашу одежду благодаря тому, что в физике есть такое явление.
• Предметы могут тормозить. Яркий пример пользы этого явления — аварийные съезды. Во многих горных местностях есть специальные съезды на дорогах на случай, если у машины откажут тормоза. Достаточно поехать в гору некоторое время, тогда в дело вступит сила трения, и машина затормозит самостоятельно.
• Предметы могут стоять. Представьте себе мир, где предметы могут только скользить и кататься. Наверно, это было бы чем-то похоже на космос и состояние невесомости. И попытка просто поставить на стол предмет оканчивалась бы провалом, мало того, что он выскальзывает из рук, так даже если бы это и удалось победить, то все равно, при попытке поставить стакан на стол, он бы просто скользил и падал.
• Фрикционные механизмы. Их действие основывается как раз таки на силе трения. В отличие от зубчатых механизмов, фрикционные сцепляются за счет силы трения. И хотя они не так надежны, их применяют в областях, где важна бесшумность работы, например при изготовлении магнитофонов, проигрыва­телей, спидометров. Хотя нередко их можно встретить в различных станках, где важность имеют, прежде всего, точность регулирования.
• Защита Земли от комет и метеоритов. За счет силы трения они сгорают еще до того, как успевают приблизиться к земле.

Минусы

Но даже у такой масштабной и важной природной силы есть свои минусы, которые немножко осложняют нам жизнь. Но их не так уж и много:

• Движение тяжелых предметов. Чем меньше сила трения, тем легче сдвинуть предмет. Только вот в обычной жизни сила трения стандартная, что усложняет нам жизнь, когда нужно передвинуть какой-нибудь тяжелый предмет.
• Предметы электризуются из-за силы трения. Конечно, в электризации предметов есть плюсы, но согласитесь, когда одежда бьется током и прилипает к телу, приятного в этом мало. Да и волосы, прилипающие к лицу и трещащие, когда пытаешься их пригладить.
• Затрудняет работу различных механизмов за счет снижения коэффициента полезности действия. Для того чтобы увеличить КПД, приходится использовать различные вещества, которые помогают снизить силу трения.
• Механизмы изнашиваются. Да и не только механизмы: подошва ваших любимых кед стирается, каменные ступеньки становятся скользкими, веревки перетираются, на носках появляются дырки – все это результат работы силы трения.
• Невозможность создания вечного двигателя. Вечный двигатель – безумная мечта миллионов ученых за все время существования науки. Но недостижимая, потому что сила трения рано или поздно заставляет механизм остановиться.
• Механизмы перегреваются. За счет силы трения возникает лишняя энергия, которая становится теплом, а затем нагревает элементы механизма. В некоторых случаях это может даже привести к возгоранию.
• Спортивная скорость. Чтобы достигать высоких результатов, спортсмену необходимо напрячься, чтобы преодолеть силу трения. Многим спортсменам даже приходится брить свое тело, чтобы сделать кожу максимально гладкой. Как они утверждают, это помогает им снизить сопротивление воздуху, уменьшить силу трения и двигаться максимально быстро.

Вывод

Как можно увидеть, эта физическая сила – одна из важнейших вещей, которые существуют на нашей планете. Без этой физической величины наш мир был бы совершенно непохожим на тот, который мы знаем. Да, несомненно, были бы какие-то мелкие плюсы, но минусов было бы намного больше, ведь в природе ничего не бывает просто так. Все продуманно и подчиняется определенным законам, которые создают для нас тот мир, который мы привыкли видеть.

Источник

Сила трения встречается буквально на каждом шагу. Но знают ли люди, зачем она нужна? В чем вред и польза силы трения? Попробуем разобраться.

Предисловие

На земные объекты действует несколько сил, которые тесно взаимосвязаны между собой и влияют на жизнедеятельность тел. Прежде всего, это сила тяжести, упругости (внутреннее сопротивление тел в ответ на смещение их молекул) и реакции опоры. Но есть еще она очень важная физическая величина, называемая силой трения. Она в отличие от силы тяготения и упругости не зависит от расположения тел. При ее изучении действуют иные законы: коэффициент трения скольжения и сила реакции опоры. Например, если понадобится сдвинуть тяжеловесный шкаф, то с первой же минуты станет понятно, что сделать это непросто. Кроме того, при выполнении данной задачи присутствуют определенные помехи. Что же препятствует усилиям, приложенным к шкафу? А мешает этому не что иное, как сила трения, принцип действия которой изучают еще в школе. Курс физики за 7 класс подробно рассказывает об этом явлении.

Что у нас под ногами?

С ней люди сталкиваются очень часто. Польза трения в том, что мы бы и шагу ступить не смогли, не будь этой физической величины. Именно она удерживает нашу обувь на той поверхности, куда мы ступаем. Каждый из нас ходил по очень скользким поверхностям, например, по льду, и не понаслышке знает, что это очень тяжело. Почему так происходит? Прежде чем рассказать о том, в чем вред и польза силы трения, определимся с тем, что это такое.

Суть понятия

Силой трения называется взаимодействие двух тел, возникающее в месте их соприкосновения и препятствующее их движению относительно друг друга. Различают несколько видов трения – покоя, скольжения и качения.

Причины возникновения

Первая из причин заключается в неизменной шероховатости поверхностей. Именно этот показатель влияет на то, какой вид силы трения будет иметь место. Если речь идет о гладких поверхностях, например, о покрытой металлом крыше или о ледяных участках, то их шероховатость почти не видна, однако это не значит, что ее нет – она присутствует на микроскопическом уровне. В этом случае будет действовать сила трения скольжения. Но если говорить о шкафе, стоящем на ковре, то здесь шероховатости двух объектов будут значительно препятствовать взаимному движению. Второй причиной является электромагнитное молекулярное отталкивание, которое происходит в месте контакта объектов.

Трение покоя

Что происходит в случае, когда мы пытаемся сдвинуть с места шкаф, однако нам не удается переместить его ни на сантиметр. Что удерживает предмет на одном месте? Это сила трения покоя. Дело в том, что приложенные усилия компенсируются силой сухого трения, возникающей между шкафом и полом.

Вред и польза силы трения покоя

Именно сила трения покоя не дает самостоятельно развязаться шнуркам на наших ботинках, выпасть гвоздю, который мы только что вбили в стену, удерживает на месте шкаф. Без нее было бы невозможно передвигаться по земной поверхности ни людям, ни животным, ни автомобилям. Вред трения также присутствует. Он бывает в довольно глобальных масштабах, например, сила трения покоя может привести к деформации обшивки кораблей.

Научное обоснование

Для того чтобы передвинуть шкаф, необходимо приложить к нему силу, которая превзойдет трение. То есть до тех пор, пока применяемые усилия меньше показателя силы трения, мебель останется на месте. Помимо указанных факторов, есть еще сила реакции опоры, которая направленна перпендикулярно плоскости. Она зависит от материала, из которого сделан пол (здесь задействована также сила упругости). Также существует коэффициент трения, зависящий от того, из чего состоят обе поверхности, взаимодействующие друг с другом. Поэтому сила трения, действующая на шкаф, равняется коэффициенту трения, который умножается на силу реакции опоры (поверхности).

Трение скольжения

Итак, чтобы пересилить трение, мы попросили кого-нибудь нам помочь сдвинуть шкаф с места. Что мы обнаружили? Что после того, как мы приложили силу, которая превысила силу трения покоя, шкаф не только сместился, но и некоторое время продолжал двигаться в необходимую сторону, разумеется, с нашей помощью. А потраченные усилия были примерно одинаковы в течение всего пути. В этом случае нам препятствовала сила трения скольжения, направленная в противоположную от приложенного воздействия сторону. Стоит заметить, что ее сопротивление гораздо ниже, нежели у силы трения покоя. Чтобы снизить этот показатель, при необходимости применяются различные смазочные материалы.

Сила трения качения

Если мы вспомним, что когда-нибудь придется двигать шкаф обратно, то решим оснастить его колесиками. В этом случае возникающее взаимодействие будет называться трением качения, поскольку предмет уже будет не скользить, а катиться по поверхности. Катящиеся колесики будут немного вдавливаться в ковер, образовывая бугорок, который нам необходимо будет преодолеть. Этим и обуславливается сила трения качения. Разумеется, если мы покатим шкаф не по ковру, а, например, по паркету, то переместить его будет еще легче, за счет того, что поверхность паркета тверже поверхности ковра. По той же причине велосипедистам ехать по шоссе куда проще, чем по пляжу с мелким песком.

Неоднозначный вопрос

В чем состоит вред и польза силы трения любого типа? Разумеется, приведенные примеры несколько утрированы – в жизни все немного сложнее. Однако несмотря на то, что сила трения имеет очевидные минусы, создающие ряд сложностей в жизни, ясно, что без нее проблем было бы гораздо больше. Поэтому у данной величины есть свои недостатки и преимущества.

Негативные примеры

Среди примеров вреда этой силы на одном из первых мест стоит проблема перемещения тяжеловесных грузов, быстрого изнашивания любимых вещей, а также невозможности создать вечный двигатель, поскольку из-за трения любое движение рано или поздно прекращается, требуя стороннего вмешательства.

Положительные моменты

Среди примеров полезности этой силы то, что мы можем спокойно ходить по земле, не поскальзываясь на каждом шагу, наша одежда прочно сидит и мгновенно не приходит в негодность, поскольку нити ткани удерживаются благодаря трению. Кроме того, люди используют принцип действия этой силы, посыпая скользкие дороги, из-за чего удается избежать множества аварий и травм.

Выводы

Человечество научилось взаимодействовать с данной физической величиной, увеличивая и уменьшая ее в зависимости от поставленных целей. Наша непосредственная задача – попытаться использовать ее максимально эффективно.

Источник

Любое движение в природе и технике, которое предполагает наличие физического контакта между твердыми телами, сопровождается возникновением трения. В данной статье приведем примеры силы трения и покажем, в каких случаях она играет полезную роль, а в каких является нежелательной.

Какие виды трения между твердыми телами бывают

В данной статье рассмотрим только примеры сил трения, которые действуют между твердыми объектами, имеющими физический контакт друг с другом.

Одним из важных видов трения является трение покоя. Исходя из самого названия, можно предположить, что оно проявляется, когда одно тело на поверхности другого покоится. Каждый знает, чтобы с места сдвинуть какой-нибудь тяжелый предмет, необходимо приложить некоторую внешнюю силу, направленную вдоль поверхности контакта этого предмета и поверхности, на которой он стоит. Противодействие этой силе оказывает сила трения покоя. Действует она между поверхностями соприкосновения тел. Трение покоя возникает из-за наличия шероховатости на касающихся поверхностях, какими бы гладкими они ни являлись.

Второй вид трения, который мы рассмотрим, это трение скольжения. Возникает оно также по причине упомянутой шероховатости, когда тела начинают движение относительно друг друга с помощью скольжения. Направление и точка приложения силы трения скольжения являются точно такими же, как для трения покоя. Единственным отличием между этими силами является то, что сила скольжения всегда меньше, чем сила покоя.

Третьим видом трения, который играет не меньшую роль в технике, чем первые два, является трение качения. Как говорит его название, появляется оно, когда одно тело катится по поверхности другого. Причина трения качения заключается в гистерезисе деформации, который приводит к «распылению» кинетической энергии катящегося тела. В ряде практических случаев эта сила трения в 10-100 и более раз меньше, чем предыдущие рассмотренные виды трения.

Все виды сил трения прямо пропорциональны силе реакции опоры, с которой последняя действует на рассматриваемое тело.

Вред и польза силы трения покоя: примеры

Из всех названных видов трения, пожалуй, трение покоя является самым «безобидным». Дело в том, что оно на практике играет практически всегда полезную роль. Единственный его отрицательный момент заключается в том, что оно больше трения скольжения. Последний факт означает, что для любого начала движения необходимо приложить большое усилие. Например, чтобы начать движение на лыжах по снегу, сначала следует буквально «оторвать» их от снежной поверхности.

Существует масса примеров пользы силы трения покоя. Перечислим их:

• Гвозди и шурупы, которые прочно скрепляют два твердых тела из дерева, пластика и металла, выполняют свои функции благодаря действию рассматриваемой силы.
• Ходьба человека, езда автомобилей по дорогам осуществляется благодаря тому, что трение покоя оказывается бо́льшим, чем трение скольжения. В противном бы случае, нам тяжело было бы двигаться, люди и транспортные средства скользили бы на одном месте.
• Любые тела, которые покоятся на наклонных поверхностях, обязаны действию трения покоя. Если бы последнего не было, то невозможно было бы поставить на ручной тормоз автомобиль на косогоре или любой бытовой предмет на стол, который имеет небольшой наклон к горизонту.

Трение скольжения и его польза

В отличие от трения покоя, которое в основном играет положительную роль в жизнедеятельности человека, трение скольжения, как правило, является вредной силой. Тем не менее, можно привести два примера полезной силы трения скольжения:

• Поскольку трение скольжения приводит к разогреванию поверхности предметов (естественный и самый простой способ перевода механической энергии в тепловую), то этот эффект можно использовать для увеличения температуры тел. Так, в древности наши предки с помощью трения скольжения добывали огонь.
• Когда водитель хочет остановить транспортное средство, то он нажимает на педаль тормоза. При этом тормозные диски скользят внутри обода колеса и тормозят его вращение.

Вред трения скольжения

Примеры действия силы трения скольжения — это движение шкафа по полу, когда мы хотим переставить его в комнате, скольжение лыжника и конькобежца, проскальзывание колес автомобиля при их блокировки или при движении по скользкой дороге, проскальзывание между трущимися деталями механизмов различных машин.

Во всех названных случаях трение скольжения играет вредную роль. Названные примеры вреда силы трения скольжения связаны с тем, что она препятствует механическому движению и «съедает» некоторую долю кинетической энергии (лыжи, коньки, движущиеся части машин). Кроме того, перевод части механической энергии в тепловую приводит к разогреву трущихся деталей. Повышение же их температуры приводит к изменению микроскопической структуры, что нарушает свойства материалов. Наконец, перечисленные примеры силы трения скольжения приводят к износу трущихся поверхностей, появлению на них нежелательных борозд, утончению.

Трение качения и его вред и польза

Если рассмотреть в корне вопрос пользы силы трения качения, то окажется, что ее нет вовсе. Действительно, трение качения всегда препятствует механическому вращению, оно приводит к износу рабочих деталей и к их нежелательному нагреву. Тем не менее явление качения широко используется в технике (подшипники, колеса транспортных средств). Объясняется это тем, что сила трения качения намного меньше аналогичной силы скольжения, что на порядки снижает масштаб ее вредного влияния.

Увеличение и уменьшение сил трения

Как мы видели выше в примерах, силы трения покоя и скольжения иногда оказываются полезными, а иногда вредными. В связи с этим человечество с давних времен использует способы для изменения масштаба действия трения как в сторону увеличения соответствующей силы, так и в сторону ее уменьшения.

Яркими примерами, как увеличить силу трения, является посыпание песком и солью льда на дорогах. В результате этих действий происходит увеличение шероховатости ледяной поверхности и, как следствие, увеличение сил трения покоя и скольжения.

Еще один способ увеличения рассматриваемых сил заключается в использовании специальных поверхностей. Ярким примером является поверхность зимней покрышки автомобиля, которая характеризуется глубоким протектором и наличием металлических шипов.

Во время катания на лыжах, а также при вращении подшипников различных механизмов трение играет отрицательную роль. Для его уменьшения используют специальные смазки, как правило, на основе жиров (воск, литол).

Источник

Какими бывают виды и примеры силы трения

Любое движение в природе и технике, которое предполагает наличие физического контакта между твердыми телами, сопровождается возникновением трения. В данной статье приведем примеры силы трения и покажем, в каких случаях она играет полезную роль, а в каких является нежелательной.

Какие виды трения между твердыми телами бывают

В данной статье рассмотрим только примеры сил трения, которые действуют между твердыми объектами, имеющими физический контакт друг с другом.

Одним из важных видов трения является трение покоя. Исходя из самого названия, можно предположить, что оно проявляется, когда одно тело на поверхности другого покоится. Каждый знает, чтобы с места сдвинуть какой-нибудь тяжелый предмет, необходимо приложить некоторую внешнюю силу, направленную вдоль поверхности контакта этого предмета и поверхности, на которой он стоит. Противодействие этой силе оказывает сила трения покоя. Действует она между поверхностями соприкосновения тел. Трение покоя возникает из-за наличия шероховатости на касающихся поверхностях, какими бы гладкими они ни являлись.

Второй вид трения, который мы рассмотрим, это трение скольжения. Возникает оно также по причине упомянутой шероховатости, когда тела начинают движение относительно друг друга с помощью скольжения. Направление и точка приложения силы трения скольжения являются точно такими же, как для трения покоя. Единственным отличием между этими силами является то, что сила скольжения всегда меньше, чем сила покоя.

Третьим видом трения, который играет не меньшую роль в технике, чем первые два, является трение качения. Как говорит его название, появляется оно, когда одно тело катится по поверхности другого. Причина трения качения заключается в гистерезисе деформации, который приводит к «распылению» кинетической энергии катящегося тела. В ряде практических случаев эта сила трения в 10-100 и более раз меньше, чем предыдущие рассмотренные виды трения.

Все виды сил трения прямо пропорциональны силе реакции опоры, с которой последняя действует на рассматриваемое тело.

Вред и польза силы трения покоя: примеры

Из всех названных видов трения, пожалуй, трение покоя является самым «безобидным». Дело в том, что оно на практике играет практически всегда полезную роль. Единственный его отрицательный момент заключается в том, что оно больше трения скольжения. Последний факт означает, что для любого начала движения необходимо приложить большое усилие. Например, чтобы начать движение на лыжах по снегу, сначала следует буквально «оторвать» их от снежной поверхности.

Существует масса примеров пользы силы трения покоя. Перечислим их:

• Гвозди и шурупы, которые прочно скрепляют два твердых тела из дерева, пластика и металла, выполняют свои функции благодаря действию рассматриваемой силы.
• Ходьба человека, езда автомобилей по дорогам осуществляется благодаря тому, что трение покоя оказывается бо́льшим, чем трение скольжения. В противном бы случае, нам тяжело было бы двигаться, люди и транспортные средства скользили бы на одном месте.
• Любые тела, которые покоятся на наклонных поверхностях, обязаны действию трения покоя. Если бы последнего не было, то невозможно было бы поставить на ручной тормоз автомобиль на косогоре или любой бытовой предмет на стол, который имеет небольшой наклон к горизонту.

Трение скольжения и его польза

В отличие от трения покоя, которое в основном играет положительную роль в жизнедеятельности человека, трение скольжения, как правило, является вредной силой. Тем не менее, можно привести два примера полезной силы трения скольжения:

• Поскольку трение скольжения приводит к разогреванию поверхности предметов (естественный и самый простой способ перевода механической энергии в тепловую), то этот эффект можно использовать для увеличения температуры тел. Так, в древности наши предки с помощью трения скольжения добывали огонь.
• Когда водитель хочет остановить транспортное средство, то он нажимает на педаль тормоза. При этом тормозные диски скользят внутри обода колеса и тормозят его вращение.

Вред трения скольжения

Примеры действия силы трения скольжения — это движение шкафа по полу, когда мы хотим переставить его в комнате, скольжение лыжника и конькобежца, проскальзывание колес автомобиля при их блокировки или при движении по скользкой дороге, проскальзывание между трущимися деталями механизмов различных машин.

Во всех названных случаях трение скольжения играет вредную роль. Названные примеры вреда силы трения скольжения связаны с тем, что она препятствует механическому движению и «съедает» некоторую долю кинетической энергии (лыжи, коньки, движущиеся части машин). Кроме того, перевод части механической энергии в тепловую приводит к разогреву трущихся деталей. Повышение же их температуры приводит к изменению микроскопической структуры, что нарушает свойства материалов. Наконец, перечисленные примеры силы трения скольжения приводят к износу трущихся поверхностей, появлению на них нежелательных борозд, утончению.

Трение качения и его вред и польза

Если рассмотреть в корне вопрос пользы силы трения качения, то окажется, что ее нет вовсе. Действительно, трение качения всегда препятствует механическому вращению, оно приводит к износу рабочих деталей и к их нежелательному нагреву. Тем не менее явление качения широко используется в технике (подшипники, колеса транспортных средств). Объясняется это тем, что сила трения качения намного меньше аналогичной силы скольжения, что на порядки снижает масштаб ее вредного влияния.

Увеличение и уменьшение сил трения

Как мы видели выше в примерах, силы трения покоя и скольжения иногда оказываются полезными, а иногда вредными. В связи с этим человечество с давних времен использует способы для изменения масштаба действия трения как в сторону увеличения соответствующей силы, так и в сторону ее уменьшения.

Яркими примерами, как увеличить силу трения, является посыпание песком и солью льда на дорогах. В результате этих действий происходит увеличение шероховатости ледяной поверхности и, как следствие, увеличение сил трения покоя и скольжения.

Еще один способ увеличения рассматриваемых сил заключается в использовании специальных поверхностей. Ярким примером является поверхность зимней покрышки автомобиля, которая характеризуется глубоким протектором и наличием металлических шипов.

Во время катания на лыжах, а также при вращении подшипников различных механизмов трение играет отрицательную роль. Для его уменьшения используют специальные смазки, как правило, на основе жиров (воск, литол).

Что такое сила трения. «Трение полезное и вредное. Способы увеличения и уменьшения силы трения

Конспект открытого урока в 7 классе по теме

«Трение полезное и вредное. Способы увеличения и уменьшения силы трения».
В рамках регионального семинара

Введение курса «Элементы физики в быту и на производстве» как инновационной технологии в систему обучения учащихся коррекционных школ VIII вида

04. 12.2013г

Учитель БРЫКСИНА Е. С
Цель: продолжить знакомство с силой трения, узнать способы увеличения и уменьшения силы трения.
Тип урока : комбинированный.
Задачи урока :
Обучающие : формирование навыков работы с физическими приборами,

умение самостоятельно делать выводы.

Развивающие: научиться видеть взаимосвязь между изученным

теоретическим материалом и явлениями в жизни.

Воспитательные: развитие стремления к познанию.

Оборудование:
Брусок, набор грузов, линейки, динамометры, круглые палочки, полоски наждачной бумаги, карточки для индивидуальной работы, ноутбук, мультимедийный проектор, экран.

Структура урока:

1. 
   Организационный момент и подготовка к уроку.
2. 
   Повторение ранее изученного материала.
3. 
   
4. 
   Изучение нового материала.
5. 
   Коррекция в процессе получения новых знаний.
6. 
   Закрепление нового материала.
7. 
   
   Подведение итогов.
8. 
   Объявление домашнего задания.
9. 
   Вывод из урока.

1.Оргмомент

Приветствие гостей. Сообщение темы и цели урока.

Сегодня на уроке у нас присутствует много гостей. Поприветствуем их. Тихо сели. Посмотрели друг на друга, улыбнулись, пожелали удачи. Начинаем работать.

Скажите название общей темы, которую мы изучаем? (Сила)

С какой силой мы познакомились на предыдущем занятии? (с силой трения).

Сегодня мы продолжаем знакомство с силой трения. Тема нашего сегодняшнего урока «Трение полезное и вредное. Способы увеличения и уменьшения силы трения».
2. Повторение ранее изученного материала.

Когда возникает сила трения? В какую сторону она направлена? (когда одно тело движется по поверхности другого, направлена против движения).

Назовите причины возникновения силы трения.

а) шероховатость поверхности

б) взаимное притяжение молекул.
— Какие виды трения вы знаете? (трение скольжения, трение качения, трение покоя).
Итак, Существует на свете сила трения,

Она имеет большое значение!

Есть три вида трения:скольжения, покоя, качения.

Все по себе очень важны

И в этом мире, конечно нужны!
—

Когда возникает сила трения скольжения?(когда одно тело скользит по поверхности другого), привести примеры.

Когда возникает сила трения качения?(когда одно тело катится по поверхности другого, привести примеры.

Что означает сила трения покоя?(это сила, которая мешает сдвинуть с места предмет),привести пример.
Приготовили сигнальные карточки (они у вас в тетрадях)

Взяли карточку №1. Задание: под рисунками подписать виды трения.

Виды трения

трение покоя

трение качения

трение скольжения

(фронтальный опрос по картинкам: привести примеры на каждый вид трения, вклеивание карточек в тетрадь).

Приготовили свои пальчики. Разомнём и потрём их. Какой вид трения мы сейчас наблюдаем? (трение скольжения). (вклеиваем карточку в тетрадь).

Трение – сила знакомая, но таинственная.

Трение может быть полезным и вредным.
Скажите когда нам трение помогает? (полезное трение)

При ходьбе

Удерживать предметы

Остановка автомобиля

Начало движения машины

При письме

Чистить зубы

Накладывать повязку

Носить одежду

Зажигать огонь и т д.

Когда трение нам мешает? (вредное трение)

Нагреваются и изнашиваются движущиеся части машин

Скрип дверей, полов

Мозоли на ногах и руках

Боли в суставах
Взяли карточку №2. Посмотрите внимательно на свои рисунки и скажите: где вы видите полезное трение, где вредное? (отвечают по цепочке) Под рисунками подписали вредное трение или полезное. (фронтальный опрос по картинкам). Вклеиваем карточку в тетрадь.
Трение полезное и вредное

____________ ________________________

изнашивание механизма __________________ _____________________

__________________ _____________________

1. 
   Подготовка к восприятию нового материала.

Мы с вами повторили виды трения, вспомнили когда трение бывает полезным, когда вредным.

Сегодня мы с вами познакомимся со способами увеличения и уменьшения трения.

Ведь два самых главных изобретения человека-

Колесо и добывание огня – связаны именно

Со стремлением увеличить или уменьшить трение.
Вы знаете, что трение – физическая величина.

Повторим в каких единицах измеряется сила? (в Ньютонах)

В честь кого названа единица измерения силы?

Какой буквой обозначается сила (F)

— Как называется прибор для измерения силы? (динамометр).

Какова цена деления динамометра? (1\10 Н) (повторить правило определения цены деления динамометра)

Сейчас мы опытным путём сравним трение скольжения и трение качения.

Взяли карточку №3

Демонстрация опыта: тележка (перевёрнутая) с грузом с прикреплённым динамометром движется по столу. Какой вид трения вы наблюдаете? (трение скольжения). Какова сила трения скольжения? (С помощью динамометра определяем силу трения скольжения).

Если тело двигать сложно

Трение уменьшить можно.

Человечество давно колесо изобрело.

Возникает трение, трение качения.

Переворачиваем тележку, ставим на колёса вместе с грузом. Какой вид трения вы наблюдаете? (Возникает трение, трение качения).

С помощью динамометра определяем силу трения качения.

Что легче: катить или скользить?

На карточке внизу написан вывод:………..

Заменяя трении скольжения на трение качения мы тем самым увеличиваем или уменьшаем силу трения?

Практическая работа№1

Сравнение трения скольжения и трения качения

Вывод: трение качения

больше\меньше трения скольжения.

Сейчас вы установите зависимость силы трения от материала поверхности..

Взяли карточку №4
Практическая работа№2

Зависимость силы трения от материала поверхности.

Вывод: чем больше шероховатость поверхности, тем больше\меньше сила трения.
-Какое физическое тело будете двигать? (брусок)

По каким поверхностям будите двигать брусок?

Положили перед собой деревянную линейку, поставили на неё брусок, зацепили динамометр и двигаем брусок. Записали значение силы в таблицу.

Теперь измерьте силу трения при движении бруска по наждачной бумаге.

Сравните силы трения и сделайте вывод.(вклеиваем таблицы в тетрадь).

Физминутка

Чтобы нам не уставать

Надо телу отдых дать.

Быстро с вами разомнёмся

И на место вновь вернёмся.

Мышцы бёдер мы потрём

Трение вспомним мы при том

Польза здесь от трения

От трения скольжения.

Мышцы плеч мы разминаем

Трение снова вспоминаем

Руки сцепим меж собою

Будет трение покоя.
Тихо сели, продолжаем знакомиться со способами увеличения и уменьшения трения.
если трение полезное, то его усиливают :

Посыпают дорожки песком во время гололёда

Подошвы зимней обуви делают ребристыми (спортивная обувь)

Шины колес (летняя резина и зимняя)

Гимнасты, штангисты натирают руки тальком перед выступлениями

Резиновые коврики, ручки инструментов, ребристая поверхность прицепки, плоскогубцев и т д.

если трение вредное, то его уменьшают

:
— шлифуют поверхности швейных игл, медицинских игл, инструментов

Вводят смазки, масла

Применяют подшипники (шариковые и роликовые)(где?) (в автомобилях, токарных станках, электродвигателях, велосипедах. и т д)
Зарядка для глаз:

Время зря вы не теряйте

И движенья повторяйте

Теплота от трения поможет нам для зрения.
Карточка №5 способы уменьшения и увеличения силы трения (вклеить в тетрадь)

1. 
   Уменьшение шероховатости поверхностей.
2. 
   Применение смазки.
3. 
   Замена силы трения скольжения на силу трения качения.
4. 
   Применение подшипников.

1. 
   Увеличение шероховатости поверхностей.
2. 
   Увеличение силы давления на поверхность.

ТЕСТ (карточка №6)
Тестовое задание
1)Какая сила не позволяет сдвинуть с места тяжёлый шкаф?

А.Сила трения скольжения Б. Сила трения покоя . В.Сила тяжести

2)При смазке трущихся поверхностей сила трения….

В . Уменьшается

3)В гололёд тротуары посыпают песком. При этом трение подошв обуви о лёд ….

А.Не изменяется Б . Увеличивается В. Уменьшается

4)Поверхность обуви делают ребристой при этом сила трения …..

А.Не изменяется Б. Увеличивается В. Уменьшается

5) Иногда перед вбиванием гвоздя в доску его смазывают маслом при этом сила трения……

А.Не изменяется Б. Увеличивается В . Уменьшается

Стихотворение «Трение»:

Надоело это тренье! Просто нет уже терпенья!

Про него я всё учу! Сколько можно? Не хочу!

Я учебник закрываю. Спать ложусь и забываю я про всё.

Покой предвижу. Только странный сон я вижу:

Наблюдаю вдруг картину- тренья нет и в половину.

Мир без трения друзья изменился.

Вижу я как по льду скользит прохожий,

А любой автомобиль знал инерцию, похоже,

И нигде не тормозил.

Нитки в тканях заскользили, вмиг одежда разошлась.

Чудеса те удивили. Видно,впрямь, беда стряслась.

Я кричу, что без сомненья, плохо всем без силы тренья.

Развязались все узлы, падают предметы.

Я цепляюсь за углы – всё скользит. «Ну, где ты?

Только сну я подивился – глядь, учебник сам открылся,

Нелишним будет мне узнать всё о силе трения.
Итак, ребята подведём итоги, внимание на экран!!

5. Подведение итогов (презентация)

— Что нового вы сегодня узнали на уроке?

Как вы будете применять знания, полученные на уроке, в своей жизни.

6. Домашнее задание

Написать мини-сочинение о трении с использованием слов: трение скольжения, трение покоя, трение качения.

Трение играет важную роль в повседневной жизни. Эту силу приходится учитывать при проектировании самых различных технических систем, принцип действия которых основан на непосредственном соприкосновении движущихся частей. Не всегда трение является вредным фактором, но все же в большинстве случаев разработчики стараются самыми разнообразными способами уменьшить .

Инструкция

В самом простом случае постарайтесь изменить степень шероховатости поверхностей соприкасающихся объектов. Этого можно добиться путем шлифовки. Тела, взаимодействующие поверхности которых являются гладкими, доведенными до глянца, будут двигаться друг относительно друга значительно легче.

По возможности замените одну из соприкасающихся поверхностей на ту, которая имеет более низкий коэффициент трения. Это может быть искусственное покрытие- так, тефлон имеет один из самых низких коэффициентов трения, равный 0,02. Изменить проще тот элемент системы, который играет роль инструмента.

Используйте смазочные материалы, введя их между трущимися поверхностями. Этот способ применяется, например, в лыжном спорте, когда на рабочую поверхность лыж наносится специальная парафиновая смазка, соответствующая температуре снега. Смазки, применяемые в других технических системах, могут быть жидкими (масло) или сухими (графитовый порошок).

Рассмотрите возможность применения «газообразной смазки». Речь идет о так называемой «воздушной подушке». Уменьшение силы трения происходит в этом случае за счет создания потока воздуха между соприкасавшимися ранее поверхностями. Метод используется при проектировании вездеходов, предназначенных для преодоления труднопроходимых местностей.

Если в рассматриваемой системе используется трение скольжения, замените его на трение качения. Проделайте простой эксперимент. Поставьте на ровную поверхность стола обычный стакан и рукой попытайтесь его сдвинуть. Теперь положите стакан на бок и сделайте то же самое. Во втором случае сдвинуть предмет с места будет значительно легче, поскольку вид трения изменился.

Используйте подшипники в узлах, где происходит трение. Эти элементы позволяют преобразовать вид движения, тем самым существенно снизить потери на трение, уменьшив его силу. Этот способ наиболее широко применяется в технике.

На первый взгляд, излишняя сила трения вредна. Она уменьшает КПД механизмов, изнашивает детали. Но есть случаи, когда силу трения необходимо увеличить. Например, при качении колес необходимо улучшить их сцепление с дорогой. Посмотрите, каким образом это можно сделать.

Инструкция

Чтобы понять, как увеличить силу трения, вспомните, от чего она зависит. Рассмотрите формулу: Fтр=мN, где м – коэффициент трения, N – сила реакции опоры, Н. Сила реакции опоры, в свою очередь, зависит от массы: N=G=mg, где G — вес тела, Н- m – масса тела, кг- g – ускорение свободного падения, м/с2.

Из формулы можно сделать вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения. Коэффициент трения определяется для каждой пары взаимодействующих материалов и зависит от природы материала и качества поверхности.

Таким образом, первый способ увеличить трение – изменить материал скользящей поверхности. Наверное, вы замечали, что в одной обуви практически невозможно передвигаться по влажному кафельному полу, а в другой вы не ощущаете каких-либо неудобств. Это объясняется тем, что подошвы ботинок сделаны из различных материалов. Скользкая обувь имеет низкий коэффициент трения скольжения подошвы относительно влажного кафеля.

Второй способ – увеличить шероховатость поверхности. Пример — зимние шины для автомобиля имеют более рельефный протектор, чем летние. За счет этого на скользкой зимней дороге автомобиль может уверенно двигаться.

Третий способ – увеличение массы. Как видно из формулы, сила трения напрямую зависит от массы. Это объясняет, почему груженому автомобилю в отдельных случаях легче выбраться из грязи, чем тому, что налегке. Это правило работает при определенном качестве грунта – в вязкую, болотистую почву тяжелая машина просядет больше, чем легкая.

Четвертый способ – удаление смазки. Представьте транспортер технологической линии, состоящий из вращающихся валиков, на которые натянута лента. Валики транспортера начинают проскальзывать по ленте, если они загрязнены. В этом случае грязь действует как смазка. Очистив детали механизма, вы увеличите силу трения и повысите КПД оборудования.

Пятый способ – полировка. Отполировав поверхность, вы можете увеличить силу трения. Это объясняется тем, что при соприкосновении отполированных поверхностей включаются силы межмолекулярного притяжения. Например, очень трудно раздвинуть два листа стекла, сложенных вместе.

Любое движение тел, так или иначе, сопровождается трением. При любом механическом движении происходит соприкосновение тел между собой. Это явление происходит также в жидкой или газообразной среде. При этом, возникает вопрос, что такое сила трения? Она возникает при любой степени взаимодействия тел между собой и направлена в сторону, противоположную движению. На само движение эта сила оказывает непосредственное влияние.

Виды силы трения

Сила трения существует в нескольких видах. В первую очередь, это сухое трение, которое разделяется, как качения и скольжения. Оно образуется, когда твердые тела, движущиеся относительно друг друга соприкасаются между собой.

Если твердые тела движутся через жидкую или газообразную среду, то появляется вязкое или жидкое трение. То же самое явление происходит, когда твердые тела неподвижны, а жидкости или газы текут мимо них. В том случае, когда при попытке сдвинуть неподвижное тело, к нему прикладывается определенная сила, возникает трение покоя.

Основная причина, в результате которой появляется сила трения, заключается в неровностях поверхностей, соприкасающихся между собой. Кроме того, на величину в значительной степени влияет взаимное притяжение молекул, возникающее между телами.

Как уменьшить силу трения

Для того, чтобы уменьшить силу трения, соприкасающиеся поверхности могут быть отшлифованы. Кроме того, трущиеся места смазываются, а трение скольжения заменяется более эффективным трением качения.

Выступающие места на одной из поверхностей никогда не совпадают с такими же выступами на другой. Однако, при совершении сжатия, эти выступы деформируются, что приводит к увеличению площади контакта в пропорции с приложенной нагрузкой. Именно эти места неровностей, сопротивляющиеся сдвигу, служат причиной возникновения силы трения. При этом, не следует забывать, что даже на идеально гладких поверхностях, сила трения появится за счет молекулярного притяжения.

Кроме того, необходимо знать, что это величина, которую можно измерить специальным прибором — динамометром. Если тело движется равномерно, то в этом случае сила тяги, отраженная на динамометре, равна силе трения.

Единицей измерения силы трения как и любой другой силы, является один ньютон.

Нередко возникает вопрос, что более эффективно — трение качения или скольжения. Здесь все зависит от конкретных условий. Например, для нормального качения колес, поверхность должна быть твердой, гладкой и не скользкой. И, наоборот, по скользкой поверхности лучше всего скользить. Именно правильный выбор способен дать максимальный эффект.

§ 1 От чего возникает сила трения и что это такое?

Каждый из нас катался на санках или на лыжах, а кто задавал себе вопрос: «Почему я как бы сильно не оттолкнулся, все равно рано или поздно остановлюсь»?

Представьте такую картинку — учебник, лежит на парте. Если его толкнуть, то есть приложить к нему силу, то он изменит скорость с нулевого значения до какого-то определенного. Однако через некоторое время учебник остановится.

Мы уже знаем, что изменение скорости тела есть результат приложения силы. Какая же сила подействовала в этом случае?

Остановиться учебнику помогла сила трения. Сила трения возникает при движении одних тел по поверхности других, и когда тело пытаются сдвинуть с места.

От чего возникает сила трения?

Для ответа на этот вопрос можно проделать простейший эксперимент. Попробуем провести линию простым карандашом сначала на бумаге, а затем на стекле. На бумаге у нас это сделать получится, а на стекле нет. Это происходит потому, что поверхность бумаги и грифеля карандаша имеет неровности, если посмотреть на них под микроскопом. Частицы грифеля как бы зацепляются за шероховатости бумаги и остаются там. Поверхность же стекла гладкая и мы такого не наблюдаем.

Отсюда можно сделать вывод о том, что величина силы трения зависит от наличия шероховатостей соприкасающихся поверхностей.

А исчезнет ли сила трения в том случае, когда обе поверхности будут гладко отшлифованы? Для ответа на этот вопрос можно провести следующий эксперимент: с поверхности воды попытаемся оторвать стекло или зеркало. Это сделать достаточно сложно. В этом случае сила трения возникать тоже будет, но причина ее существования другая — взаимное притяжение молекул соприкасающихся поверхностей. И в последнем примере величина силы трения будет в разы больше.

Помимо величины сила должна иметь направление. Сила трения всегда направлена в противоположную движению тела сторону.

§ 2 Виды трения

Трение бывает трех видов:

1. Трение покоя. Все тела покоятся на месте только благодаря трению покоя. В противном случае все бы падало.

2. Трение скольжения. Примером данного вида трения может служить катание с горы на санках.

3. Трение качения. Примером может быть движение и остановка автомобиля.

Из всех трех видов наибольшей величиной обладает трение покоя, а наименьшей — трение качения. Катить легче, чем волочить. Именно поэтому во всех инженерных сооружениях и технике, где это возможно, скольжение заменяют на качение.

Так для постройки памятника Петру I в Санкт-Петербурге, громадную каменную глыбу весом около 1000 тонн доставили в город на катках, поскольку дотащить волоком постамент для памятника основателю города, было бы невозможно.

Величину силы трения можно измерить динамометром, а измеряется она в Ньютонах.

§ 3 Значение трения в жизни человека

С точки зрения пользы для человека трение может быть вредным и полезным. К примеру, когда начинает скрипеть и плохо открываться дверь трение считается вредным. Полезным можно назвать то трение, при котором велосипедист может остановиться на светофоре. Если бы его не было, то он продолжал бы неконтролируемое движение. В некоторых случаях для того, чтобы уменьшить трение применяют различные смазочные материалы. Ни один подшипник без технического масла работать не сможет.

Таким образом, трение имеет крайне важное значение в нашей жизни. Трение не только позволяет контролировать движение, оно способствует также и устойчивости тел.

Не будь его, все будет катиться, и скользить, пока не окажется на одном уровне. Гвозди и винты выскользнут из стен, ткани расползутся, ни одну пуговицу невозможно будет пришить, нитки просто не будут держаться ни в иглах, ни в тканях.

Без трения покоя мы бы не могли ни ходить, не ездить. Вспомните, как трудно передвигаться в гололед. Причиной возникновения силы трения может быть либо наличие шероховатостей на соприкасающихся поверхностях, либо взаимное притяжение молекул взаимодействующих тел. Сила трения измеряется в Ньютонах и направлена в противоположную движения тела сторону.

Список использованной литературы:

1. Физика. Химия. 5-6 классы. Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С. – М.: Дрофа, 2011.
2. Физика. 7 класс: Учебник для общеобразоват.учреждений/А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2006.
3. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразоват.учреждений/А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2010.
4. Занимательная физика. Я. Перельман
5. Физика. 7 класс. Учебник. Гуревич А. Е.

«Природа силы трения» — Используя рисунок, определите силу трения, действующую на автомобиль. В технике сила трения имеет большое значение. Решение: Масштаб: 1 деление = 100 H Fтяги = 600 H Fтр = 600 H. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Простейший подшипник состоит из внешнего кольца и внутреннего кольца. Трения в природе и технике.

«Трение физика» — История изучения трения. Направление силы трения. Тефлон – дитя химии 20 века. Сдвинуть книгу по гладко отполированному столу легче, чем по шершавому. От чего зависит сила трения покоя? На Марсе сила тяжести в два раза меньше земной, а атмосфера сильно разрежена. Первые «шведские спички» Лундстрема дошедшую практически до наших дней.

«Трение» — Какие трения бывают? Трение покоя. Трение движения. Трение покоя Трение скольжения Трение качения. Разработка Габдрахмановой З. К. Тюлячинский район Саушская средняя общеобразовательная школа. Понятие о трении. Сила трения. Физика 7 класс. Трение скольжения.

«Трение тел» — Цель урока: Ответ: ходьба, качение и покой. Задачи урока: Замените брусок цилиндром и проделайте то же самое. II (2) При смазке трущихся поверхностей сила трения… 1. не изменяется. 2. увеличивается. 3. уменьшается. Полезна или вредна сила трения? V (2) Трактор при вспашке земли, двигаясь равномерно, развил силу тяги 15 кН.

«Трение сила» — Задачи 1 группы: Задачи проекта: Результат 2 группы. Способы увеличения силы трения. Для уменьшения силы сопротивления воды, воздуха используют обтекаемую форму. 1.Сравнение силы трения скольжения и силы трения качения. Результат 3 группы. Изучить виды силы трения. Результат 1 группы. Все силы по-разному действуют на тело.

«Сила трения» — Примеры. Сила трения. Сдвиг предмета с места. Но в других случаях трение вредно. Ввинчивание шурупа. Добывание огня современным способом. Трение — сила знакомая, но таинственная. Движение автомобиля (трение колеса о дорогу). Трение – один из видов взаимодействия тел. Письмо ручкой по бумаге. Катание на коньках.

Всего в теме 19 презентаций

Влияние трения на движущиеся объекты

Научные проекты

Реферат

Самое забавное в трении то, что без него вы никуда не денетесь, но оно все равно замедляет вас по мере того, как вы туда добираетесь. Вот простой проект для измерения эффектов трения.

Сводка

Машиностроение

 

Краткосрочная (2–5 дней)

Нет

Доступно

Очень низкая (менее 20 долл. США)

Нет проблем

Эндрю Олсон, доктор философии, Science Buddies

Источники

Этот проект основан на:

• Окита, Н.А., 2003. Влияние трения на объекты в движении, California State Science Fair Abstract . Проверено 8 ноября 2006 г.
.

Цель

Целью этого проекта является исследование того, как далеко будут скользить объекты одинакового веса с разной текстурой поверхности, когда они перемещаются по поверхностям с разной текстурой.

Введение

Трение — это сила между объектами, которая противодействует относительному движению объектов. В этом проекте вы будете изучать кинетическое трение (также называемое трением скольжения ). Когда два объекта движутся относительно друг друга, кинетическое трение преобразует часть кинетической энергии этого движения в тепло. Вы можете почувствовать тепло кинетического трения, если потрите руки друг о друга.

То же самое происходит, когда два объекта скользят друг мимо друга, например, когда вы толкаете коробку по полу. Часть энергии вашего толчка перемещает коробку, а часть энергии теряется на кинетическое трение. Сколько энергии теряется? Какие факторы влияют на вы думаете будет действовать на увеличение или уменьшение кинетического трения?

Подумайте, что произойдет, если вы толкнете коробку по гладкой полированной поверхности, например, по деревянному полу. Теперь подумайте о том, что произойдет, если вы толкнете ту же коробку по шероховатой поверхности, покрытой ковром. Какая поверхность потребует от вас большего усилия? Как показано на Рисунке 1 ниже, вам придется сильнее давить на шероховатую поверхность из-за более высокого трения.

Теперь подумайте о том, что произойдет, если вместо того, чтобы постоянно толкать объект, вы будете скользить по поверхности, прикладывая к нему большой начальный толчок. Влияет ли величина кинетического трения на то, как далеко перемещается объект? Какие типы материалов будут иметь наибольшее трение? В этом проекте вы узнаете, как с помощью резинки запускать предметы по разным поверхностям.

Термины и понятия

Для выполнения этого проекта вам необходимо провести исследование, которое позволит вам понимать следующие термины и понятия:

• кинетическое (скольжение) трение
• Силы

Более продвинутые студенты должны также изучить:

• Законы движения Ньютона
• Нормальная сила
• Коэффициент трения

Вопросы

• Как возникает трение?
• Какое влияние оказывает трение на скорость катящегося объекта?
• Какие типы поверхностей вызывают наибольшее трение, когда они трутся друг о друга? Какие типы поверхностей вызывают наименьшее трение?
• Если вы хотите спуститься с горки на игровой площадке, вам сначала нужно подняться по лестнице, преодолевая гравитацию, чтобы добраться до вершины. Когда вы скользите вниз, только часть энергии вашего подъема идет на скорость вашего скольжения. Что происходит с остальной энергией вашего восхождения?

Библиография

• Эта веб-страница содержит хорошее введение в трение:
  Дарвилл, А., дата неизвестна. GCSE Physics: Energy, Forces & Motion: Friction, Broadoak Community School, Уэстон-сьюпер-Мэр, Англия. Проверено 8 ноября 2006 г.
.
• В Википедии также есть статья о трении:
  участников Википедии, 2006 г. Трение, Википедия, Бесплатная энциклопедия. Проверено 8 ноября 2006 г.
.
• Более продвинутые учащиеся должны также изучить три закона движения Ньютона, которые представлены на этих четырех уроках из Учебного класса физики:
  Хендерсон, Т., (н.д.). Законы Ньютона, кабинет физики. Проверено 9 мая 2014 г.
.

Материалы и оборудование

Для проведения этого эксперимента вам потребуются следующие материалы и оборудование:

• Различные поверхности (с разной текстурой) для тестирования, например:
  • Дерево
  • Войлок
  • Алюминиевая фольга
  • Наждачная бумага
  • Какая-то другая поверхность — используйте свое воображение!
  • Примечание. Вам понадобится достаточно материала, чтобы покрыть тестовую зону. Объекты будут перемещаться по испытательной поверхности силой резиновой ленты. Вам также понадобится скотч, чтобы прикрепить тестовые материалы к рабочему месту.
  • В качестве альтернативы, вместо использования небольших кусочков материала, вы можете протестировать различные поверхности, такие как различные полы, ковры, прилавки и столешницы. В этом случае вам придется передвигаться, чтобы провести эксперимент.
• Объекты (с разными текстурами) для тестирования, например:
  • Деревянный блок
  • Пластиковый блок
  • Губка
  • Резиновый ластик
  • Какой-то другой предмет — включите воображение!
• Гири (например, монеты, шайбы и т. д.) для выравнивания массы предметов
• Весы или самодельные весы (чтобы убедиться, что объекты имеют одинаковую массу)
• Резиновая лента
• Устройство для запуска резинок:
  • Для мелких предметов это может быть ваша рука, перевернутая, с натянутой резинкой между большим и указательным пальцами. Используйте линейку, чтобы убедиться, что расстояние между большим и указательным пальцами всегда одинаково.
  • Для более крупных объектов вам необходимо натянуть резиновую ленту между двумя жесткими опорами на уровне вашей тестовой поверхности.
  • В обоих случаях используйте линейку, чтобы измерить, насколько далеко назад вы растягиваете резиновую ленту при запуске объектов, чтобы вы были последовательны для каждого теста.
• Линейка
• Рулетка

Экспериментальная процедура

1. Покройте испытательный участок испытуемым материалом. Используйте ленту, чтобы прижать края материала, чтобы он не скользил.
2. Установите пусковую станцию ​​с резиновой лентой на одном конце испытательной площадки.
3. Когда объект находится в контакте с тестовой поверхностью, оттяните резиновую ленту на определенное расстояние. Используйте одинаковую степень растяжения для каждого объекта. Это гарантирует, что сила пуска будет одинаковой для каждого испытуемого объекта. На рис. 2 ниже показан пример тестовой установки с использованием линейки.

4. Запустите объект горизонтально, чтобы он скользил по тестовой поверхности. Если объект не остается в контакте с тестовой поверхностью, попробуйте еще раз. Возможно, вам придется приложить меньше усилий или отрегулировать высоту резинки над поверхностью.
5. Измерьте и запишите расстояние, которое проходит объект. Составьте таблицу данных в своей лабораторной тетради, чтобы записывать все свои результаты.
6. Протестируйте каждый объект не менее 10 раз (чем больше, тем лучше).
7. Рассчитайте среднее расстояние, которое проходит каждый объект. Более продвинутые учащиеся также должны рассчитать стандартное отклонение.
8. Создайте гистограмму, показывающую среднее пройденное расстояние (ось Y) в зависимости от комбинации поверхностей (испытательная поверхность и объект). Расположите столбцы в порядке возрастания среднего пройденного расстояния.
9. Какие комбинации поверхностей вызывают наибольшее кинетическое трение?
10. Какие комбинации поверхностей вызывают наименьшее кинетическое трение?
11. Можете ли вы объяснить свои результаты с точки зрения физических свойств протестированных вами материалов?

Задать вопрос эксперту

У вас есть конкретные вопросы о вашем научном проекте? Наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают всю работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

Задать вопрос

Вариации

• Что произойдет, если оставить испытательную поверхность и объект постоянными, но изменить вес объекта (путем постепенного увеличения веса объекта)? Постройте график зависимости пройденного расстояния от веса объекта в этих условиях.
• Используйте пружинные весы, чтобы измерить силу, необходимую для перетаскивания различных объектов по разным поверхностям. Запишите как переходную силу, необходимую для преодоления статического трения (рис. 3, слева), так и поддерживаемую силу, необходимую для противодействия трению скольжения (рис. 3, справа). Как эти две силы меняются на разных поверхностях? Как эти силы зависят от веса (нормальной силы) испытуемого объекта? Как эти силы зависят от площади поверхности объекта испытаний?

Вакансии

Если вам нравится этот проект, вы можете изучить следующие родственные профессии:

• Руководство по проекту научной ярмарки
• Другие подобные идеи
• Идеи проекта машиностроения
• Мои Избранные

Лента новостей по этой теме

 

, ,

Процитировать эту страницу

Общая информация о цитировании представлена ​​здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая заглавные буквы, для используемого метода и при необходимости обновите цитату.

Стиль MLA

Сотрудники научных друзей. «Влияние трения на движущиеся объекты». Научные друзья , 8 июля 2020 г., https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/ApMech_p012/mechanical-engineering/effect-of-friction-on-objects-in-motion. По состоянию на 6 октября 2022 г.

APA Style

Сотрудники научных друзей. (2020, 8 июля). Влияние трения на движущиеся объекты. Извлекаются из https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/ApMech_p012/mechanical-engineering/effect-of-triction-on-objects-in-motion

Дата последнего редактирования: 08.07.2020

Ознакомьтесь с нашими научными видео

Самодельный мини-дрон, часть 8: свободный полет

Постройте восходящую солнечную башню!

Сделать самозапускающийся сифон

Причины трения Рона Куртуса

SfC Home > Physics > Force > Friction >

Рон Куртус

Трение — это сила, противодействующая относительному движению двух объектов или материалов. причинами этой силы сопротивления являются молекулярная адгезия, шероховатость поверхности и деформации.

Адгезия – это молекулярная сила, возникающая при тесном контакте двух материалов друг с другом. Попытка сдвинуть объекты друг против друга требует разрыва этих клейких связей. В течение многих лет ученые думали, что трение вызвано только шероховатостью поверхности, но недавние исследования показали, что на самом деле оно является результатом сил сцепления между материалами.

Но шероховатость поверхности является фактором, когда материалы достаточно шероховатые, чтобы вызвать серьезное истирание. Это называется эффектом наждачной бумаги.

Когда один или оба материала относительно мягкие, большая часть сопротивления движению вызвана деформациями объектов или эффектом вспахивания.

У вас могут возникнуть следующие вопросы:

• Как адгезия вызывает трение?
• Как шероховатость поверхности вызывает трение?
• Как деформации вызывают трение?

Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Преобразование единиц измерения

---

---

Молекулярная адгезия

Когда два объекта соприкасаются, многие атомы или молекулы одного объекта находятся в такой непосредственной близости от атомов другого объекта, что молекулярные или электромагнитные силы притягивают молекулы двух объектов. материалы вместе. Эта сила называется адгезией. Чтобы сдвинуть один объект по другому, необходимо разорвать эти клейкие связи. Адгезия — это сущность трения.

Вы видели каплю воды, прилипшую к оконному стеклу. Сила трения препятствует скольжению этой жидкости по твердому материалу. Но большинство случаев трения, которые вы видите, касаются твердого тела, скользящего или движущегося по другому твердому телу.

Скольжение объектов друг относительно друга требует разрыва этих миллионов точек контакта, где действует сила сцепления, только для того, чтобы получить миллионы новых точек контакта.

Липкие материалы

Некоторые твердые материалы могут иметь состав, который значительно увеличивает их адгезию и делает их даже «липкими» на ощупь. Эта липкость значительно увеличивает вымысел. Резина и клейкая лента являются примерами липких материалов, обладающих этим типом трения.

Жидкости

Жидкости часто проявляют молекулярную адгезию, увеличивая трение. Эта сила сцепления часто проявляется в капиллярном эффекте. Здесь вода будет вытягиваться вверх по стеклянной трубке силами молекулярной адгезии. Та же самая сила может замедлить движение жидкости.

Одним из примеров является то, как монета легко соскальзывает с рампы. Но если монету намочить, она останется на месте. Это происходит из-за молекулярного трения жидкости о твердые поверхности.

Движение двух жидкостей или двух частей жидкости относительно друг друга также замедляется фактором молекулярного притяжения. Этот вид жидкостного трения обычно не рассматривается как трение и изучается в комплексной области гидродинамики.

Шероховатость поверхности

Все твердые материалы имеют некоторую степень шероховатости поверхности. Если вы посмотрите на то, что кажется гладкой поверхностью под мощным микроскопом, вы увидите неровности, холмы и впадины, которые могут мешать скользящему движению.

Крупный план шероховатости поверхности

Одно время считалось, что шероховатость поверхности материалов является причиной трения. На самом деле, для большинства материалов это оказывает лишь незначительное влияние на трение.

Если поверхности двух твердых тел очень шероховатые, выступы или неровности могут мешать скольжению и вызывать трение из-за истирания или износа, которые могут иметь место при скольжении одного объекта по другому. Это «эффект наждачной бумаги», при котором частицы материалов смещаются с их поверхностей. В таком случае трение вызывается шероховатостью поверхности, хотя эффект адгезии все же играет роль в истирании.

Деформации

Мягкие материалы деформируются под давлением. Это также увеличило сопротивление движению. Например, когда вы стоите на ковре, вы слегка погружаетесь в него, что вызывает сопротивление, когда вы пытаетесь волочить ноги по поверхности ковра. Другой пример — расплющивание резиновых покрышек в местах контакта с дорогой.

Когда материалы деформируются, вы должны «вспахать» их, чтобы двигаться, тем самым создавая силу сопротивления.

Толкание объекта по мягкой поверхности

Когда деформация становится большой, так что один объект погружается в другой, обтекаемость может влиять на трение, аналогично тому, что происходит при жидкостном трении.

Резюме

Причинами силы сопротивления трения являются молекулярная адгезия, шероховатость поверхности и эффект вспашки.

Адгезия – это молекулярная сила, возникающая при тесном контакте двух материалов друг с другом. Шероховатость поверхности является фактором трения, когда материалы достаточно шероховатые, чтобы вызвать серьезное истирание. Когда один или несколько материалов являются относительно мягкими, большая часть сопротивления движению вызвана деформациями или эффектом вспашки.

---

Изображение себя как полное энергии

---

Ресурсы и ссылки

Рон Куртус. — Friction Factors

Книги

(Примечание: Школа чемпионов может получать комиссионные от покупки книг)

Книги с самым высоким рейтингом по науке о трении

Лучшие книги по экспериментам с трением

---

Поделитесь этой страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:

---

Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
Friction_causes.htm

Разместите его в качестве ссылки на своем веб-сайте или в качестве ссылки в своем отчете, документе или диссертации.

Copyright © Ограничения

---

Где ты сейчас?

Школа Чемпионов

Темы трения

Причины трений

---

4.4 Трение и набегающее движение – инженерная механика: статика

Глава 4: Твердые тела

Сухое трение

Сухое трение  – это сила, противодействующая скольжению одной твердой поверхности по другой твердой поверхности. Сухое трение всегда противодействует скольжению поверхностей друг относительно друга и может иметь эффект как противодействующего движения, так и вызывающего движение тел.

Наиболее часто используемой моделью для сухого трения является кулоновское трение . Этот тип трения можно разделить на статическое трение и кинетическое трение. Эти два типа трения показаны на диаграмме ниже. Сначала представьте коробку, стоящую на поверхности. Сила толкания прикладывается параллельно поверхности и постоянно увеличивается. На ящик действуют также сила тяжести, нормальная сила и сила трения.

Статическое трение  происходит до проскальзывания и перемещения коробки. В этой области сила трения будет равна по величине и противоположна по направлению самой толкающей силе. По мере увеличения величины толкающей силы увеличивается и величина силы трения.

Если величина толкающей силы продолжает расти, в конце концов коробка начнет скользить. Когда ящик начинает скользить, тип трения, противодействующего движению ящика, изменяется со статического трения на то, что называется кинетическим трением. Точка непосредственно перед тем, как коробка соскользнет, ​​называется 9.0429 предстоящее движение . Это также можно рассматривать как максимальную силу статического трения перед проскальзыванием. Величина максимальной статической силы трения равна статическому коэффициенту трения, умноженному на нормальную силу, существующую между коробкой и поверхностью. Этот коэффициент трения является свойством, которое зависит от обоих материалов и обычно может быть найдено в таблицах.

Кинетическое трение возникает за точкой предстоящего движения, когда ящик скользит. При кинетическом трении величина силы трения, противодействующей движению, будет равна произведению кинетического коэффициента трения на нормальную силу между коробкой и поверхностью. Кинетический коэффициент трения также зависит от двух контактирующих материалов, но почти всегда будет меньше статического коэффициента трения.

Источник: Engineering Mechanics, Jacob Moore, et al. http://mechanicsmap.psu.edu/websites/7_friction/7-1_dry_friction/dryfriction.html

Поскользнуться против опрокидывания

Представьте себе коробку, стоящую на шероховатой поверхности, как показано на рисунке ниже. Теперь представьте, что мы начинаем толкать коробку сбоку. Первоначально сила трения будет сопротивляться силе толкания, и коробка будет стоять на месте. Однако по мере увеличения силы, толкающей коробку, произойдет одно из двух.

1. Сила толкания превысит максимальную силу статического трения, и коробка начнет скользить по поверхности (скольжение).
2. Или сила толкания и сила трения создадут достаточно сильную пару, чтобы ящик повернулся и упал на бок (опрокидывание).

Когда мы рассматриваем случаи, когда может произойти проскальзывание или опрокидывание, нас обычно интересует, какой из двух вариантов произойдет первым. Чтобы определить это, мы обычно определяем как толкающую силу, необходимую для того, чтобы заставить тело  , так и толкающую силу, необходимую для опрокидывания тела. Тот вариант, который требует меньшего усилия, будет первым.

Определение силы, необходимой для «скольжения» объекта:

Тело будет скользить по поверхности, если толкающая сила превышает максимальную силу статического трения, которая может существовать между двумя соприкасающимися поверхностями. Как и во всех задачах о сухом трении, этот предел силы трения равен статическому коэффициенту трения, умноженному на нормальную силу между телами. Если сила толкания превышает это значение, тело будет скользить.

Определение силы, необходимой для создания «острия» объекта:

Нормальные силы, поддерживающие тела, являются распределенными силами. Эти силы не только предотвратят ускорение тела в земле из-за гравитационных сил, но они также могут перераспределиться, чтобы предотвратить вращение тела, когда силы вызывают момент, действующий на тело. Это перераспределение приведет к смещению точечной нагрузки, эквивалентной нормальной силе, в ту или иную сторону. Тело опрокинется, когда нормальная сила больше не сможет перераспределяться, чтобы сопротивляться моменту, создаваемому другими силами (такими как сила толкания и сила трения).

Самый простой способ представить смещающую нормальную силу и опрокидывание — представить эквивалентную точечную нагрузку распределенной нормальной силы. Когда мы толкаем или тянем тело, нормальная сила будет смещаться влево или вправо. Эта нормальная сила и сила гравитации создают пару, создающую момент. Этот момент будет противодействовать моменту, создаваемому парой, образованной силой толкания и силой трения.

Поскольку нормальная сила является прямым результатом физического контакта, мы не можем сместить нормальную силу за пределы соприкасающихся поверхностей (т. е. края коробки). Если противодействие моменту толкающей силы и силы трения требует смещения нормальной силы за край ящика, то нормальная сила и сила тяжести не смогут противодействовать моменту и в результате ящик начнет вращать (иначе опрокидывать).

Источник: Engineering Mechanics, Jacob Moore, et al. http://mechanicsmap.psu.edu/websites/7_friction/7-2_slipping_vs_tipping/slippingvstipping.html

 

 

Пример 1

Коробка, показанная ниже, толкается, как показано. Если мы продолжим увеличивать силу толкания, коробка сначала начнет скользить или опрокинется?

Таким образом, коробка сначала перевернется.

Источник: Гейла Кэмерон.

 

Пример 2:

500-фунтовый ящик стоит на бетонном полу. Если статический коэффициент трения равен 0,7, а кинетический коэффициент трения равен 0,6:

• Чему равна сила трения, если сила тяги равна 150 фунтам?
• Какое тяговое усилие потребуется, чтобы сдвинуть коробку?
• Какая минимальная сила требуется, чтобы удерживать коробку в движении после того, как она начала двигаться?

 

Источник: Engineering Mechanics, Jacob Moore, et al. http://mechanicsmap.psu.edu/websites/7_friction/7-1_dry_friction/pdf/DryFriction_WorkedExample1.pdf

 

 

Пример 3:

30-фунтовые сани тянут вверх по обледенелому склону 25 градусов. Если статический коэффициент трения между льдом и санями равен 0,4, а кинетический коэффициент трения равен 0,3, какая сила тяги необходима, чтобы поддерживать движение саней с постоянной скоростью?

 

 

 

Источник: Engineering Mechanics, Jacob Moore, et al. http://mechanicsmap.psu.edu/websites/7_friction/7-1_dry_friction/pdf/DryFriction_WorkedExample2.pdf

Пример 4:

Пластиковый ящик стоит на стальной балке. Один конец стальной балки медленно поднимают, увеличивая угол поверхности до тех пор, пока коробка не начнет скользить. Если коробка начинает скользить, когда балка находится под углом 41 градус, каков статический коэффициент трения между стальной балкой и пластиковой коробкой?

 

 

Источник: Engineering Mechanics, Jacob Moore, et al. http://mechanicsmap.psu.edu/websites/7_friction/7-1_dry_friction/pdf/DryFriction_WorkedExample3.pdf

 

 

Пример 5: скольжение и опрокидывание

Объяснение: Если он опрокидывается, вся нормальная сила будет направлена ​​на угол. Если он начинает скользить, он должен преодолеть статическую силу трения. Сравнивая толкающую силу, необходимую для опрокидывания или соскальзывания, толкающая сила ниже, чтобы вызвать опрокидывание, чем толкающая сила, чтобы вызвать соскальзывание, поэтому он опрокинется первым.

Коробка, показанная ниже, толкается, как показано. Если мы продолжим увеличивать силу толкания, коробка сначала начнет скользить или опрокинется?

 

 

 

Источник: Engineering Mechanics, Jacob Moore, et al. http://mechanicsmap.psu.edu/websites/7_friction/7-2_slipping_vs_tipping/pdf/TippingVsSlipping_WorkedExample1.pdf

 

 

Суть: Трение всегда препятствует движению.