Site Loader

Содержание

Трение в природе, быту и технике: еще больше ПРИМЕРОВ

 

Пробовали ли вы ездить на автомобиле в гололед? Удовольствие не из приятных. Так же, впрочем, как и быть пешеходом в такую же пору года. Когда дорога покрыта коркой льда, мы говорим: плохое сцепление. Что это означает?

Это означает, что трение между колесами и дорогой очень маленькое. И если это полезно в случае перемещения грузов волоком, например, на санках, то очень вредно в ситуации, когда необходимо резко затормозить или сменить направление движения. Роль силы трения в жизни человека огромна, этого нельзя отрицать.

  • И наша задача сводится к тому, чтобы максимально эффективно использовать силу трения в быту и в технике для облегчения жизни.

Роль силы трения в быту

Роль силы трения в быту сводится к тому, что мы можем ходить и ездить, что предметы не выскальзывают у нас из рук, что полки и картины висят на стенах, а не падают, даже одежду мы носим благодаря трению, которое удерживает волокна в составе нитей, а нити в структуре тканей.

Но трение может играть и отрицательную роль. Именно из-за него нагреваются и изнашиваются движущиеся части различных механизмов. В таких случаях его стараются уменьшить. Существует несколько способов уменьшения трения.

Один из них – это введение смазки между трущимися поверхностями. Смазка уменьшает соприкосновение тел, и трутся не тела, а слои жидкости. А трение в жидкости намного меньше, чем сухое трение.

Еще примеры силы трения в быту:

  • мы можем писать на бумаге
  • вещи, стоящие на вашем столе, не улетают от малейшего сквозняка
  • одежда, которая висит на вашем стуле или плечиках в шкафу
  • вы можете водите компьютерной мышкой по коврику
  • вы с трудом двигаете шкаф, т.к. есть сила трения
  • но если случайно разлить подсолнечное масло на кухне, любой входящий будет скользить, т.к. уменьшится сила трения об пол, но аккуратнее, не упадите сами 🙂
  • ковер сильно уменьшает силу трения
  • смазывание петлей дверей
  • музыкальные инструменты

Сила трения в технике

Еще одним способом уменьшить трение является применение шариковых и роликовых подшипников. Внутреннее кольцо подшипника одевается на вал какого-либо механизма, а наружное кольцо закрепляют в корпусе машины или станка. И когда вал начинает вращаться, то он не скользит, а катится на шариках или роликах между кольцами подшипника.

А мы знаем, что сила трения качения значительно меньше трения скольжения. Поэтому вращающиеся части изнашиваются гораздо медленнее. Применяют также воздушную подушку, уменьшение площади соприкасающихся тел, а также шлифовку.

Например, чтобы уменьшить силу трения между льдом и коньками, коньки точат, делая поверхность соприкосновения меньше, а лед шлифуют, делая его максимально гладким. Так же уменьшают трение при резке чего-либо в быту и на производстве, затачивая ножи как можно острее.

Роль силы трения в технике не всегда отрицательна, как могло показаться. Ведь, например, когда мы заменяем силу трения скольжения трением качения, чтобы уменьшить взаимодействие трущихся поверхностей, то следует помнить, что если бы трение отсутствовало совсем, то колеса или шарики в подшипниках просто-напросто прокручивались бы, не приводя тело в движение.

Еще примеры силы трения в технике:

  • автомобиль может тормозить
  • на севере люди передвигаются на санках и лыжах — так быстрее, т.к. меньше сила трения
  • езда на велосипеде
  • любые смазанные детали работают лучше
  • в шарикоподшипниках возникает сила трения качения
  • колеса с шипами или даже с цепями
  • механизмы для передачи или преобразования движения с помощью трения, т.н. фрикционные механизмы

Роль силы трения в природе

Стоит упомянуть и о роли силы трения в природе. Пример – это шероховатые лапки насекомых для улучшения сцепления с поверхностью, или, наоборот, это гладкие тела рыб, покрытые слизью для уменьшения трения о воду.

В природе животные и растения давно научились приспосабливаться и использовать силу трения себе во благо. То же необходимо делать и человеку, дабы обеспечить себе комфортное существование на планете Земля.

Еще примеры силы трения в природе:

  • мы можем ходить по земле
  • белки прыгают по веткам деревьев
  • ленивец висит на ветке
  • птичка может присесть на ветку
  • вода точит камень
  • образование планет и комет
  • идет дождь и вода стекает в низину, хотя камень лежит и не скатывается в низину (у воды сила трения меньше, чем у камня)
  • огромные валуны лежат на краях скал и не падают вниз — их держит сила трения

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Сила трения: виды (покоя, скольжения, качения), причины, польза и вред
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspДавление: единицы давления

Примеры решения задач — ЗФТШ, МФТИ

Пример 1. Какие силы действуют на человека во время ходьбы? Какая сила приводит его в движение?

Рис. 15

Решение: На человека всегда действует сила тяжести (mg→)(m\vec g). Она приложена ко всем частям организма, но принято её изображать приложенной к центру масс (на рис. 15 это не так). Во время ходьбы человек мышечными усилиями толкает ногу назад, относительно центра масс (туловища). На рисунке эта сила обозначна как F→м\vec F_\mathrm{м}. Нога бы начала такое движение, если бы не было сцепления протектора подошвы и поверхности асфальта (пола). Вдоль поверхности возникает сила трения покоя. Нога толкает этой силой асфальт влево (F→тр)(\vec F_\mathrm{тр}), а асфальт толкает ногу вправо (F→тр)(\vec F_\mathrm{тр}), приводя её в движение относительно асфальта. Человек оказывает на поверхность асфальта действие, называемое весом (P→)(\vec P), а на человека действует противоположная сила реакции опоры (N→)(\vec N).\circ к горизонту?










Рис. 16

Решение. Расставим силы. При расстановке сил пользуются, преимущественно, двумя моделями: 1) все силы прикладывают к центру масс тела, который символизирует материальную точку, в качестве которой рассматривается тело; 2) точки приложения сил изображают там, где сила приложена. Во втором случае требуется применять ряд дополнительных правил, которые на первых порах излишне усложняют решение. На данном рисунке 16 применены правила первой модели.

Далее запишем 2-ой закон Ньютона в векторной форме:

mg→+F→тр+N→+F→=ma→m\vec g + \vec F_\mathrm{тр} + \vec N + \vec F = m\vec a.

Теперь пишем проекции этого уравнения на оси OxOx и OyOy. Отметим, что оси удобнее всего выбирать из принципа удобства, что чаще всего соответствует направлению одной из осей вдоль ускорения, а второй оси перпендикулярно первой.2}.

Рассмотрим способ с другими направлениями осей (рис. 18) (неудобными)

Ox:  -Fтр·cosα+N·sinα=ma·cosα,Ox:\quad -F_\mathrm{тр}\cdot\cos\alpha + N\cdot\sin\alpha = ma\cdot\cos\alpha,

Oy:  -mg+N·cosα=-a·sinαOy:\quad -mg+N\cdot\cos\alpha = -a\cdot\sin\alpha.

Добавим формулу Кулона-Амонтона: Fтр=μ·NF_\mathrm{тр} = \mu\cdot N.

Решение этой системы уравнений так же приведёт к тому же ответу (проверьте самостоятельно), но путь достижения цели будет и длиннее, и сложнее.

Пример показывает рациональность предлагаемого принципа удобства.










Рис. 19

Пример 4. Коэффициент трения между резиной и асфальтом 0,70,7. Какой должна быть ширина дороги, чтобы на ней смог развернуться мотоциклист без уменьшения скорости, если его скорость равна 54 км/ч54\ \text{км}/\text{ч}?

Если мотоциклист планирует развернуться, не уменьшая скорости, то движение его будет равномерным по окружности.2}{\mu g};\quad l = 64,3\ \text{м}

Из ответа видим, что для разворота на реальной дороге необходимо сниизить скорость.

Пример 5. Два тела массами m1=2 кг, m2=3 кгm_1 = 2\ \text{кг}, \ m_2 = 3\ \text{кг} связаны нитью. Первое тело тянут вправо с силой F=15 НF = 15\ \text{Н} по поверхности с коэффициентом трения μ=0,1\mu = 0,1. Определите силу натяжения нити, связывающей тела. С каким ускорением движутся тела? Оборвётся ли нить, если поместить тела на поверхность с коэффициентом трения 0,30,3, а максимальная сила натяжения нити  10 Н10\ \text{Н}?

Решение. Расставим силы, действующие на тела (рис. 21):

Рис. 21

Выберем ось OxOx вдоль силы F→\vec F и ось OyOy перпендикулярно ей.

Второй закон Ньютона для двух тел в проекции на ось OxOx:

F-Fтр1-T+T-Fтр2=(m1+m2)aF — F_\mathrm{тр1} — T + T — F_\mathrm{тр2} = (m_1 + m_2)a,

для первого тела на ось OyOy:

N1-m1g=0, тогда Fтр1=μm1gN_1 — m_1g = 0,\ \mathrm{тогда}\ F_\mathrm{тр1} = \mu m_1 g;

для второго тела:

N2-m2g=0⇒ Fтр2=μm2gN_2 — m_2g = 0 \Rightarrow \ F_\mathrm{тр2} = \mu m_2g.\circ укреплён неподвижный блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить . К нити привязаны два тела: m1=3 кгm_1 = 3\ \text{кг} со стороны плоскости и m2=4 кгm_2 = 4\ \text{кг} с другой. Коэффициент трения при движении тела по поверхности равен 0,20,2. Какова сила натяжения нити и ускорения тел?

Решение. Силы, действующие на тела, представлены на рисунке 22.

 Рис. 22

Запишем 2-ой закон Ньютона для первого тела в проекциях:

Ox:  T1-Fтр-m1gsinα=m1a1Ox:\quad T_1 — F_\mathrm{тр} — m_1 g\sin \alpha = m_1 a_1,

Oy:  N-m1gcosα=0O_y:\quad N-m_1g\cos\alpha = 0.

С учётом, что Fтр=μNF_\mathrm{тр} = \mu N, получим T1-μm1gcosα-m1gsinα=m1a1T_1 — \mu m_1 g\cos\alpha — m_1g\sin\alpha = m_1 a_1.

Для второго тела в проекции на OzOz:

m2g-T2=m2a2m_2g — T_2 = m_2a_2.

Решая совместно два уравнения, получим (учитывая, что a1=a2=aa_1 = a_2 = a и T1=T2=TT_1 = T_2 = T)

a=m2-m1sinα-μm1cosαm1+m2ga = \frac{m_2 — m_1\sin\alpha — \mu m_1\cos\alpha}{m_1 + m_2}g,

a≈2,83 м/с2a \approx 2,83\ \text{м}/\text{с}^2.










Рис. 23

Из этих же уравнения получим силу натяжения нити:

T=gm1m2m1+m2(1+sinα+μcosα)T = g\frac{m_1m_2}{m_1 + m_2}(1 + \sin\alpha + \mu\cos\alpha)

T≈28,7 НT \approx 28,7\ \text{Н}.

Пример 7. Какую горизонтальную силу FF нужно приложить к тележке массой MM, чтобы бруски массой 2m2m и 3m3m (рис. 23) относительно неё не двигались? Трением пренебречь.

Решение. На рисунке 24 изображены силы, действующие на тела.

Рис. 24

Если трения нет и бруски неподвижны относительно тележки, то 2-й закон Ньютона в проекциях для тел примет вид:

1) для тележки:

Ox:  F-P1-T4=Ma0Ox:\quad F — P_1 — T_4 = Ma_0,

Oy:  N1+N2-Mg-P2-T3=0Oy:\quad N_1 + N_2 — Mg — P_2 — T_3 = 0;

2) для бруска 3m3m:

Ox:  T2=3ma2Ox:\quad T_2 = 3ma_2,

Oy:  N3-3mg=0,  N3=P2Oy:\quad N_3 — 3mg = 0,\quad N_3 = P_2;

3) для бруска 2m2m:

Ox:  N4=2ma1Ox:\quad N_4 = 2ma_1,

Oy:  T1-2mg=0,  N4=P1Oy:\quad T_1-2mg = 0, \quad N_4 = P_1;

4) T1=T2=T3=T4  (нить невесома),T_1 = T_2 = T_3 = T_4\quad \text{(нить невесома)},

5) a1=a2=a0  (нить нерастяжима)a_1 = a_2 = a_0\quad \mathrm{(нить}\ \mathrm{нерастяжима)} 

Решая совместно получим:









Рис. 25

F=a0(M+5m)F = a_0 (M+5m).

Рассматривая уравнения двух брусков совместно, получим:

3ma0=2mg или a0=23g.3ma_0 = 2mg\ \text{или}\ a_0 = \frac 23 g.

Тогда F=23g(M+5m)F = \frac 23 g(M+5m).

Пример 8. Горизонтальный диск вращают с угловой скоростью ω=20 рад/с\omega = 20\ \text{рад}/\text{с} вокруг вертикальной оси OO’OO’ (рис. 25). На поверхности диска в гладкой радиальной канавке находятся грузы 11 и 22 массами m1=0,2 кгm_1 = 0,2\ \text{кг} и m2=0,1 кгm_2 = 0,1\ \text{кг}, радиусы их вращения R1=0,1 мR_1 = 0,1\ \text{м}, R2=0,2 мR_2 = 0,2\ \text{м}. Найти силы натяжения н и тей.

Решение. Рассмотрим силы, действующие на тела, и ускорения тел (рис. 26). Уравнение 2-го закона в проекциях имеет вид:










Рис. 26

1) T1-T2=m1ω2R1T_1 — T_2 = m_1\omega^2R_1.2(l_2+l_1\sin\beta + 3l_1\sin\beta)

ω=2gtg βl2+4l1sinβ\omega = \sqrt{\frac{2g\text{tg}\beta}{l_2 + 4l_1\sin\beta}}.










Рис. 29

Пример 10. Найдите ускорения тел системы, изображённой на рисунке 29. Сила FF приложена по направлению нити к одному из тел массы mm. Участки нити по обе стороны от лёгкого блока, прикреплённого к телу массы MM параллельны.

Решение. Силы, действующие на тела, изображены на рисунке 30.

Рис. 30

Для первого тела:

Ox:  F-T=ma1Ox: \quad F — T = m a_1.

Для второго тела:

Ox:  -T=-ma2Ox:\quad -T = -ma_2.

Для третьего тела:

Ox:  2T=Ma3Ox:\quad 2T = Ma_3.

Т. к. нить нерастяжима, то смещение второго тела к блоку (l2)(l_2) равно смещению первого тела от блока (l1)(l_1). Т. к. блок сам смещается с ускорением, то к смещению первого блока добавится смещение 2l32l_3:

a1=a2+2a3a_1 = a_2 + 2a_3.

Из (2) и (3) следует a1=a3M2ma_1 = a_3\frac{M}{2m}.

Тогда, решая совместно (1), (4) и (2), получим:

a3=FM+2ma_3 = \frac{F}{M+2m},

тогда

a2=F(M+2m)·M2m и a1=FM+2mM+4m2ma_2 = \frac{F}{(M+2m)}\cdot\frac{M}{2m}\ и\ a_1 = \left(\frac{F}{M+2m}\right)\left(\frac{M+4m}{2m}\right).

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).

Урок по теме «Сила трения. Трение в природе и технике». 7-й класс

Тип урока: изучение нового материала, экспериментальная работа.

Цель урока: продолжить формирование умений наблюдать, делать выводы, выделять главное, развивать мотивацию изучения физики; формировать умения объяснять физические явления в природе, технике, быту.

Задачи урока:

  • образовательная: изучить новый вид сил – силу трения, причину ее возникновения, научить учащихся различать виды силы трения – трение покоя, скольжения, качения, рассмотреть примеры положительного и отрицательного влияния силы трения.
  • развивающая: продолжить формирование умений пользоваться измерительными приборами, анализировать, сравнивать результаты опытов, пробуждать интерес к творчеству;
  • воспитательная: воспитание чувства коллективизма при работе в группах, прививать интерес к чтению дополнительной литературы.

Оборудование:

  • компьютер
  • мультимедийный проектор
  • приборы для экспериментального задания: трибометр, деревянный брусок, динамометр, карандаши 2 шт.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Повторение

.

Фронтальный опрос

  • Чем определяется действие силы на тело?
  • Какую силу называют равнодействующей сил?
  • Как определить равнодействующую сил, направленных вдоль одной прямой?
  • Как определить равнодействующую сил, направленных в противоположные стороны?
  • Как будет двигаться тело, если на тело действуют две равные по модулю и направленные в противоположные стороны силы?

III. Изучение нового материала.

<слайд № 1>

Знакомьтесь, сила трения,
Достойна обсуждения!
Никак подобной силой
Нельзя пренебрегать.
Мешает сила трения
Любому из движений,
Мешает также скорость
Движенью сохранять.

1. Движение лыжника при спуске с горы, катящийся по лужайке шарик после удара, движение велосипедиста, после того как он прекращает вращать педали. Одинаковый характер движения в перечисленных примерах. Действие на эти тела силы, направленной противоположно движению. Понятие силы трения. Отличие этой силы от силы тяжести и упругости. . <слайд № 2>

2. Причины возникновения силы трения. <слайд № 3>

3. Виды сил трения: трение скольжения, трение качения и трение покоя. <слайд № 4>

4. Измерение силы трения. Сравнение действия силы трения качения и трения скольжения. <слайд № 5>

Силу трения можно измерить. Чтобы измерить силу трения скольжения деревянного бруска по поверхности стола, надо прикрепить к нему динамометр. Затем равномерно двигать брусок по столу.

На брусок в горизонтальном направлении действуют две силы. Одна – сила упругости пружины динамометра, направленная в сторону движения. Вторая сила – это сила трения, направленная против движения. Так как брусок движется равномерно, то равнодействующая сил равна нулю. Значит, силы равны по модулю и противоположны по направлению. Таким образом, измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении, мы измеряем силу трения.

5. Выяснение причин, от которых зависит действие силы трения.

<слайд № 6>

6. Способы уменьшения и увеличения силы трения. <слайд № 7> <слайд № 8>

7. Историческая справка. <слайд № 9>

8. Роль трения в природе и технике. <слайды № 10 – 14>

IV. Закрепление материала.

Экспериментальное задание: “Сравнение силы трения скольжения и силы трения качения”

Экспериментальное задание: “Сравнение силы трения с весом тела”

Приборы и материалы: трибометр, деревянный брусок, динамометр, карандаши 2 шт.

Сила трения скольжения Сила трения качения Вес тела
     

Учащиеся измеряют силы трения скольжения и качения, а так же вес тела, сравнивают их значения и делают выводы.

Вывод.

1. Величина силы трения зависит от вида трения. Сила трения скольжения больше силы трения качения.

2. Сила трения зависит от силы давления и не зависит от площади трущихся поверхностей при постоянной силе давления.

Рассуждают о необходимости практического применения законов физики в жизни.

Благодаря наличию в природе силы трения возможна жизнь в том виде, в каком она существует на Земле. Но вместе с тем, трение изнашивает машины и подошвы нашей обуви, двигатели автомобилей, самолетов, паровозов. Они все работают против трения, на это тратится огромное количество различных видов горючего. Трение в одних условиях полезно, а в других вредно.

Следовательно, надо умело использовать силы трения. Когда в повседневной жизни, в производстве, в технике, на транспорте трение нам необходимо, нужно увеличивать его. Когда трение мешает, вызывает расход энергии и материалов, необходимо уменьшать его. Так люди поступают с незапамятных времен. Но, чтобы подчинить себе трение нужно знать, как можно увеличивать и уменьшать трение.

V. Итоги урока.

познакомились с новым видом сил – силой трения и причинами возникновения трения;
  • узнали, чем отличаются различные виды трения;
  • рассмотрели примеры положительного и отрицательного влияния силы трения;
  • экспериментально установили соответствие между силами трения качения и скольжения и весом тела.
  • VI. Домашние задание.

    Параграфы 30, 31; привести примеры проявления силы трения в вашей жизни.

    Физика. Сила трения в природе и технике.

    Просмотр содержимого документа
    «Физика. Сила трения в природе и технике.»

    Сила трения в природе и технике

    Материал подготовлен:

    Хартон М.

    Силы трения

    • Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел.
    • Силы, действующие между поверхностями соприкасающихся твердых тел, называются силами сухого трения.
    • Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям и подразделяются на

    силы трения покоя, скольжения и качения .

    Сила трения покоя

    • Почему не удается сразу сдвинуть с места тяжелый ящик или шкаф?
    • Чтобы сдвинуть с опоры нужно приложить силу. Эта сила уравновешивает силу трения покоя.

    Сила трения покоя

    • На наклонной опоре сила трения удерживает тело.
    • Попробуйте сдвинуть с места лоток с приборами на парте. Что вы чувствуете?
    • Какие примеры, показывающие действие силы трения покоя можно привести?

    Сила трения покоя

    • Сила трения покоя – величина непостоянная, она может изменятся от нуля до некоторого максимального значения F тр max.
    • Приложив к телу силу, превышающую максимальную силу трения покоя, мы сдвинем тело с места, и оно начнет двигаться.

    Примеры трения скольжения

    Примеры трения скольжения

    Примеры трения скольжения

    Свойства силы трения скольжения.

    • Направлена против скорости.
    • Не зависит от величины скорости.
    • Зависит от веса тела.

    Сила трения качения

    • Сила трения качения возникает, если тело катится по поверхности другого тела. Она значительно меньше силы трения скольжения для тела соответствующей массы.

    Примеры сил трения качения

    • Для перемещения тяжелых грузов подкладывают под них круглые катки, чтобы уменьшить силу трения.

    Примеры сил трения качения

    • По этой же причине люди стали использовать в транспорте колёса.
    • Какие примеры, показывающие действие силы трения качения можно привести?

    Причины возникновения сил трения

    • Межмолекулярное притяжение, действующее в месте контакта трущихся тел.

    Причины возникновения сил трения

    • Шероховатость поверхностей соприкасающихся тел.(даже гладкие поверхности имеют микроскопические неровности и при скольжении зацепляются друг за друга и тем самым мешают движению.)

    Трение в технике

    • В технике трение может быть как полезным, так и вредным.
    • В первом случае его стараются усилить, во втором- ослабить.

    Полезное трение

    • Благодаря трения покоя люди и животные ходят по земле.

    Полезное трение

    • Автомобили и поезда могут двинуться с места и остановиться.

    Полезное трение

    • Удерживает все стоящие на столе и на полу предметы.

    Полезное трение

    • Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук.

    Даже самые спокойные из нас, учеников, не смогли бы усидеть за партами – при малейшем движении мы бы соскальзывали на пол

    Без трения не играла бы скрипка, так как при движении смычка по струнам не издавался бы звук

    Все дома и другие конструкции рассыпались бы на составные части, так как все гвозди и шурупы выскочили бы. Поэтому трение покоя во многих случаях необходимо и выступает очень часто помощником человека.

    Вредное трение

    • Нагреваются и изнашиваются многие движущиеся части различных механизмов.
    • Изнашиваются подошвы обуви и покрышки колёс автомобилей.

    Способы уменьшения трения

    • Смазка трущихся поверхностей(трение между слоями жидкости слабее, чем между твердыми поверхностями)
    • Использование шариковых и роликовых подшипников
    • Применение воздушной подушки(трение уменьшается из-за создания воздушной области повышенного давления между телом и опорой. На этом принципе перемещаются суда на воздушной подушке.)

    Применение воздушной подушки

    Трение в природе

    • У многих растений и животных  имеются различные органы, служащие для хватания (усики растений,  хобот слона, цепкие хвосты лазающих животных). Все они имеют шероховатую поверхность для увеличения силы трения. 

    Трение в природе

    • Среди живых организмов распространены приспособления (шерсть, щетина, чешуйки, шипы, расположенные наклонно к поверхности ), благодаря которым трение получается малым при движении в одном направлении и большим – при движении в противоположном направлении.

    Трение в природе

    • На этом принципе основано движение дождевого червя. Щетинки, направленные назад, свободно пропускают тело червя вперед, но тормозят обратное движение. При удлинении тела головная часть продвигается вперед, а хвостовая остается на месте, при сокращении головная часть задерживается, а хвостовая подтягивается к ней.

    Для чего в гололёд посыпают тротуары и пешеходные дорожки песком?

    • Чтобы было чисто
    • Чтобы увеличить трение
    • Чтобы было красиво

    Для чего плотники смазывают мылом шуруп, прежде чем ввинтить в деревянную деталь?

    • Чтобы вычистить шуруп
    • Чтобы не испачкать руки
    • Чтобы уменьшить трение

    Сила трения скольжения

    • . Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения.
    • Почему замедляет своё движение шайба, скользящая по льду?
    • Почему останавливаются санки, скатившиеся с горы?

    Открытый урок по физике. | МОУ «Средняя общеобразовательная школа №13», г. Саранск

    Урок-путешествие по теме: «Сила трения»
    План конспект урока по физике
    Класс: 7 класс
    Раздел программы: “Взаимодействие тел”.
    Тип урока: урок усвоения новых знаний.
    Вид: комбинированный урок.
    Технология: личностно-ориентированная.
    Цели урока:
    1.    Дидактические: создать условия для усвоения нового учебного материала, используя информационные технологии и элементы технологии “Сотрудничества”.
    2.    Образовательные: ознакомить учащихся с явлением трения, сформировать понятие сила трения, рассмотреть виды трения, экспериментально установить, от чего зависит эта сила, выяснить причины возникновения силы трения.
    3.    Развивающие: развивать качественную сферу учащихся; развивать логическое мышление; формировать представление о процессе научного познания; развитие умений экспериментировать; формировать умение пользоваться приборами; анализировать, сравнивать результаты опытов; продолжить формировать умения конструировать опорный конспект.
    4.    Воспитательные: прививать культуру умственного труда.
    5.    Мотивационная: побудить интерес к изучению предмета.
    Оборудование для учителя: компьютер, мультимедийная презентация “Сила трения”, игрушечный автомобиль, песок, брусок деревянный с нитью, ручка, динамометр, стеклянные пластины – 2 шт., опорный конспект “Сила трения”.
    Оборудование для учащихся: динамометр, лист гладкой и наждачной бумаги, брусок деревянный с нитью, грузы из механики по 100 г (2 шт.), опорные конспекты.
    Подготовка к уроку:
    •    каждому ученику на стол выдается лист опорного конспекта, оборудование, листы с тестовыми заданиями;
    •    на демонстрационном экране или на большом листе ватмана нужно подготовить лист опорного конспекта.
    План урока
    Содержание этапов урока    Виды и формы деятельности
    1. Организационный момент    Приветствие
    2. Мотивационное начало урока    Постановка учебной проблемы
    3. Изучение нового материала    Рассказ – беседа, фронтальный эксперимент, заполнение опорного конспекта
    4. Этап обобщения, систематизации знаний и закрепление нового материала    Выполнение тестовых заданий, практическая работа по группам
    5. Подведение итогов, домашнее задание    Записи на доске и в дневнике, рефлексия
    Ожидаемые результаты:
    Этот урок дает возможность углубить знания по предмету для каждого ученика для понимания процессов, происходящих вокруг нас.
    ХОД УРОКА
    1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП. (Слайд №1)
    Учитель. Добрый день, дорогие друзья! Я рада видеть вас, давайте поприветствуем наших гостей и  начнем работать. По дороге сегодня я встретила почтальона, он попросил передать вам письмо от Деда Мороза. Я такая любопытная, мне так натерпелось узнать, о чем идет речь в этом письме. А вам? Вы разрешите мне его прочитать?
    2. ПОДГОТОВКА УЧАЩИХСЯ К РАБОТЕ НА ОСНОВНОМ ЭТАПЕ УРОКА.
    МОТИВАЦИЯ
    Учитель. (Читает письмо). “Дорогие ребята! Пишу вам письмо в надежде на то, что вы мне поможете, Скоро Новый год, и мне предстоит доставить новогодние подарки всем, кто примерно себя вел в течение года. Но, к сожалению, сейчас я не могу выехать из своего дома. Во-первых, мой новый шелковый мешок постоянно развязывается, и я боюсь по дороге растерять все подарки. Во-вторых, мои сани не могут двигаться по земле без снега, декабрь нынче не очень снежный. Прошу вас, помогите мне, дайте совет, как выйти из этой ситуации. С нетерпением жду ваших ответов. Дед Мороз”.
    А знаете, мы можем помочь Деду Морозу! Мы дадим ему ответ, но при одном условии: если на сегодняшнем уроке раскроем одну очень важную тайну, имя которой вы найдете сами, если правильно ответите на вопросы кроссворда.
    3. АКТУАЛИЗАЦИЯ (Слайд 2)
    Учитель. Отгадаем кроссворд. 1. Единица силы. 2. Явление сохранение скорости тела при отсутствии действия на него других тел. 3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. 4. Прибор для измерения силы, 5. Физическая величина. Характеризующая действие тел друг на друга, 6, Мельчайшая частица вещества.
    4. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
    Учитель. Итак, мы с вами узнали имя тайны – трение. Это явление сопровождает нас  буквально на каждом шагу и  поэтому стало привычным и незаметным. И характеризуется оно силой трения. О стране  силы трения пойдет речь на сегодняшнем уроке. А для этого мы продолжим с вами путешествие по Королевству Сил. Итак, запишем дату и  тему урока  в опорный конспект (Слайд 3): “Сила трения”.
    Приглядывайтесь к облакам,
    Прислушивайтесь к птицам,
    Притрагивайтесь к родникам –
    Ничто не повториться.
    За мигом миг, за часом час
    Впадайте в изумление
    Все будет так и все – не так
    Через одно мгновенье
    В дорогу мы возьмем багаж:
    Учебник, ручку, карандаш,
    Тетрадь и знаний саквояж.
    Но прежде чем отправиться в путешествие по Королевству Сил, давайте вспомним страны каких сил мы с вами уже посетили? (СИЛА ТЯЖЕСТИ, СИЛА УПРУГОСТИ, ВЕС ТЕЛА, СИЛА ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ) (Слайд 4):
    Перед нами открыт путь в Королевство Сил, сейчас мы узнаем,  что это за страна, в путешествие по которой мы отправимся сегодня. А совершим мы свое путешествие на автомобиле. Садимся и поехали.
    (учитель на демонстрационном столе приводит в движение игрушечный автомобиль)
    Учитель: Какие тела взаимодействуют при движении автомобиля? Что является результатом взаимодействия тел? Что произошло со скорость автомобиля? Почему автомобиль остановился? (действует сила трения) Я приглашаю вас в путешествие по стране “Сила трения”!
    Итак, мы начинаем наше путешествие с посещения научного центра страны “Сила трения”. В ходе путешествия мы будем вести путевые заметки, т. е. опорный конспект (учащиеся записывают в опорный конспект тему урока).
    ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ

    Учитель: Я – магистр точных наук приветствую вас в научном центре. Здесь вам предстоит познакомиться с явлением трения, узнать какие виды трения обитают в этой стране, определить точку приложения и направление этой силы, экспериментально установить, от чего зависит сила трения и почему она возникает?
    Вопрос: Выясним, в каком направлении движется наш автомобиль? Как вы думаете, сила трения помогает движению автомобиля, или препятствует? (препятствует)
    Если бы физики решили выдать всем силам паспорта, то в этом документе обязательно были бы три графы: МОДУЛЬ. НАПРВЛЕНИЕ. ТОЧКА ПРИЛОЖЕНИЯ. Определим, в какую сторону всегда направлена сила трения? (в противоположную сторону движению тела) Определим точку приложения силы трения
    (указываем точку приложения и направления силы трения в опорном конспекте).
    Вводим определение силы трения: Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения, называется силой трения.  (Слайд 7)
    Учитель. Давайте выясним, в чем же причина возникновения силы трения, а
    выяснить причину возникновения силы трения поможет учебник (стр. 71)
    •    Шероховатость поверхностей. (Слайд 8) (записываем в опорный конспект)
    При идеально гладких поверхностях возникает взаимное притяжение между молекулами соприкасающихся тел. (записываем в опорный конспект) (Слайд 8)
    •    Учитель. Молодцы,  да, ребята при шероховатых поверхностях трение обусловлено главным образом первой причиной, а при очень гладких поверхностях сказывается молекулярная природа трения.
    •    Учитель: Жители этой гостеприимной страны ждут нас в гости. Познакомимся с ними поближе. Узнаем, какие виды трения существуют.
    Учитель. Проведем небольшой эксперимент, в результате которого выясним, какие виды силы трения бывают:
    (Слайды)
    Учитель.  С помощью учебника создадим наклонную плоскость, расположим брусок на ней. Когда тело находится в покое на наклонной плоскости, оно удерживается на ней силой трения. Действительно, если бы не трение, то тело под действием силы тяжести соскользнуло бы вниз по наклонной плоскости.
    Сила трения, возникающая между покоящимися друг относительно друга телами, называется силой трения покоя. (Слайд 9). Видеофрагмент.
    Сила трения покоя удерживает гвоздь, вбитый в доску, не дает развязаться банту на ленте и др.
    Учитель. Потяните за нить, прикрепленную к бруску. Старайтесь тянуть равномерно, параллельно поверхности стола.  При скольжении одного тела по поверхности другого возникает трение, которое называют трением скольжения. Например, движение саней по снегу. (Слайд 10). Видеофрагмент.
    Учитель. Подложите под брусок карандаши, ручки, потяните за нить.
    Если одно тело не скользит, а катится по поверхности другого, то трение, возникающее при этом, называют трением качения. Например, движение колес машины.  (Слайд 11). Видеофрагмент.

    Виды силы трения
    Сила трения покоя    Сила трения скольжения    Сила трения качения
    Слайд (12)
    Учитель. Какая из сил трения наибольшая, а какая наименьшая? (Слайд 13 с выводом)
    Демонстрация    (При одном и том же углу наклона плоскости рассматриваем движение карандаша  трением качения и трением скольжения)
    Учитель. Какая сила трения больше?  F тр. скольжения.  или F тр.качения
    Учащиеся. Fтрения качения < F трения скольжения при прочих равных условиях.
    Учитель: Итак, мы познакомились с семьей силы трения. Это – трение качения, скольжения и покоя (ученики записывают в опорный конспект). А сейчас я предлагаю отдохнуть в литературной гостиной. Рассмотрим примеры проявления сил трения в природе. В приведенных примерах определите, какая сила трения действует на тело.
    В зимние сумерки нянины сказки  
    Саша любила. Поутру в салазки
    Саша садилась, летела стрелой,
    Полная счастья, с горы ледяной.
    Н. А. Некрасов (сила трения скольжения) (Слайд 14)
    Вдоль опушки Вова едет
    На своем велосипеде
    И везет варенье
    Всем на угощенье, (сила трения качения)
    Вот и зима! Трещат морозы
    На солнце искриться снежок
    Пошли с товарами обозы
    По Руси вдоль и поперек.
    Ползет скрипит дубовый полоз.
    Река ли, степь ли – нет нужды,
    Везде проложатся следы!
    И. С. Никитин (сила трения скольжения)
    Хоть тяжело подчас в ней бремя,
    Телега на ходу легка;
    Ямщик лихой, седое время,
    Везет не слезет с облучка.
    А. С. Пушкин (сила трения качения) (Слайд 15)
    Кошка за Жучку
    Жучка за внучку
    Внучка за бабку
    Бабка за дедку
    Дедка за репку
    Тянут – потянут, вытянуть не могут. (Сила трения покоя) (Слайд 16)
    5. ФИЗКУЛЬТМИНУТКА ДЛЯ ГЛАЗ.
    – Ребята, посмотрите, как много мы уже узнали о силе трения. Устали?
    – разогреем  ладони;
    как бороться с вирусом гриппа? – стимулировать иммунитет!
    – потрем мочки ушей, в которых находятся биологически активные точки, влияющие на иммунитет;
    – для расслабления мышц спины, кулачками потрите вдоль позвоночника, для улучшения кровообращения в этих мышцах.
    – Пройдемся: 3 шага вперед и три назад.
    – Спасибо, присаживайтесь.
    I. Учитель: Продолжим наше путешествие. Заглянем в творческую мастерскую. Я – экспериментатор и вы тоже (одеваю халат). Предлагаю вам сравнить силу трения покоя, скольжения и качения, а также изучить силу трения скольжения.
    6. ФРОНТАЛЬНЫЙ ЭКСПЕРЕМЕНТ
    Учитель. А теперь ребята давайте разделимся на группы и проведем в каждой группе предложенные эксперименты по окончанию работы вам необходимо сделать вывод от чего же зависит сила трения. (Слайд 18)
    Но прежде, чем вы приступите к проверке гипотез, хочу вас спросить, как можно измерить силу трения?
    Учитель: Сила – это физическая величина. Что это значит? (ее можно измерить) Но прежде, чем вы приступите к проверке гипотез, хочу вас спросить, как можно измерить силу трения?
    Сейчас мы измерим силу трения, которая действует на деревянный брусок.
    Проводится опыт – учителем:
    Фронтальный опыт: деревянный брусок с нитью, динамометр.
    Учитель объясняет классу, как измерить силу трения. На брусок в горизонтальном направлении действуют две силы. Одна сила – сила упругости пружины динамометра, направленная в сторону движения. Вторая сила – это сила трения, направленная против движения. Так как брусок движется равномерно, то значит равнодействующая этих сил равна нулю. Следовательно, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны. Динамометр показывает силу трения
    (уч-ся измеряют силу трения
    Класс делится на группы по 4 человека.
    1 группа – на столе деревянная линейка, трибометр, динамометр.
    (Учащиеся устанавливают зависимость силы трения от площади поверхности.). (Слайд 19)
    Учащиеся. Сила трения не зависит от площади поверхности.
    2 группа – на столе сухая линейка и линейка покрытая слоем вазелина трибометр и трибометр с закрепленной наждачной бумагой, динамометр. (Устанавливается зависимость силы трения от смазки.)
    Учащиеся. При использовании смазки сила трения меньше. (Слайд 20)
    3 группа – на столе линейка трибометр, грузы. (Устанавливается зависимость силы трения от силы, прижимающей тело к поверхности.) (Слайд 21)
    4 группа – на столе трибометр, линейка, линейка с наждачной бумагой, трибометр с наждачной бумагой, динамометр. (Устанавливается зависимость от рода трущихся поверхностей.) (  Слайд 22)
    Учащиеся. Сила трения зависит от рода трущихся поверхностей

    (Слайд 23 с выводом от чего зависит сила трения)
    Сила  трения:
    зависит  от     не  зависит  от
    1) рода  трущихся поверхностей;
    2) силы, прижимающей тело к поверхности     1) площади соприкосновения тела с поверхностью
    Учитель: Ребята, а вы знаете, что в этой загадочной стране силу трения постоянно изменяют. Ее, то уменьшают, то увеличивают. Давайте попытаемся узнать об этом поподробнее. Вам предлагается решить остроумные задачки Г. Остера.
    Задача 1. Хулиганы Сидоров и Иванов посыпали каток песком и с интересом наблюдают, как Танечка Петрова катается на коньках. Какую цель преследуют Иванов и Сидоров? (увеличение силы трения)
    Задача 2. Что задумали хитрые семиклассники, которые не жалея дорогостоящего машинного масла, щедро льют его в тормоза автомобиля директора школы? (уменьшают силу трения, смазка)
    Учитель: Каждый из вас постоянно решает житейские тесты. Вот и сейчас вам предстоит разрешить некоторые проблемы, с которыми вы сталкиваетесь дома.
    Учащиеся выполняют тестовые задания “Житейский тест”
    Житейские тесты
    1 группа
    Дверцы шкафа в Ваниной комнате стали скрипеть..
    •    Ваня смазал петли маслом и скрип прекратился. Какое явление он использовал?
    •    В походе Ваня поскользнулся на мокрой траве, упал и понял, что….
    2 группа
    •    Ваня увидел, что мама никак не может снять перстень с пальца, и посоветовал ей намылить палец. Мама приняла совет, и перстень легко снялся. На чем основано Ванино предложение?
    •    Из окна Ваня увидел, что перед дверью их дома образовалась ледяная дорожка. Ваня вышел на улицу и посыпал лед песком. Почему он так сделал?
    3 группа
    •    Ваня собрался в поход на велосипеде. Но педали плохо крутились, и он смазал их машинным маслом. Какое явление он использовал?
    •    Когда выпал первый снег, папа Вани стал менять летнюю автомобильную резину на зимнюю. У зимних шин рисунок протектора был глубже, а так же на них были шипы. Ваня спросил у отца, зачем меняют шины у автомобиля?
    4 группа
    •    Ваня собрался покататься с друзьям на лыжах. Перед прогулкой Ваня посоветовал друзьям смазать лыжи специальной мазью. На чем основан Ванин совет?
    •    Ваня заметил, что зимой автотрассы посыпают специальной смесью (песок и соль). Он решил спросить у отца, какую роль играет эта смесь в движении автомобилей?
    Учитель. Ребята, жизненный опыт подсказывает нам, что трение очень важно в нашей жизни и играет как положительную, так и отрицательную роль.
    1. Мудрость и жизненный опыт любой народ заключает в пословицы и поговорки.
    Например:
    •     Не подмажешь, не поедишь
    •    Пошло дело как по маслу
    •    Что кругло – легко катиться
    •    Лыжи скользят по погоде
    •    Нет такого человека, который бы хоть раз не поскользнулся на льду.
    (Слайды 24, 25) о полезной и вредной силой трения.
    Учитель. Ребята ну а в конце нашего урока давайте подведем итог, что же мы сегодня узнали о силе трения? (Слайд 26) .
    Ну а когда мы все выяснили про очень важную для нашей жизни силу – силу трения, что бы вы посоветовали нашему Деду Морозу?
    Учащиеся. Поменять мешок на более шероховатый, например плюшевый или ситцевый. Если нет снега, то пересесть из саней на телегу или карету. Так как сила трения качения меньше силы трения скольжения.
    7. ЗАКРЕПЛЕНИЕ (Слайд 26)

    •    Если бы не было силы трения,
    Не остановились бы мы
    Ни на мгновение.
    Вечно летал бы самолет. А вдруг он куда пропадет?
    На светофоре красный свет
    Сейчас загорится.
    Пора тормозить. А не тормозится!
    Если бы не было силы трения,
    Не избежали бы мы столкновения.
    Сила трения важна!
    Сила трения нужна!
    Если будет сила трения –
    Избежим мы разрушения.
    Если б не было силы трения –
    Вся Земля тогда бы,
    Без сомнения,
    Стала бы ледяным катком,
    И вместе с ней
    Все дома плясали бы весь день.
    Я летал бы, как ракета,
    Но не вынести мне это!
    Просыпаюсь я, не сплю,
    Подбегаю я к окну,
    Там все тормозит и трется,
    Значит, мне приснился сон,
    Как Земля без силы трения
    Потеряла бы покой.
    •    Учитель: Мы покидаем Королевство Сил, но на выходе нас ждет испытание. Возьмите листы контроля знаний и выполните предлагаемые в тесте задания.
    ТЕСТ
    1. Санки скатываются с горы. Какой вид силы трения действует на санки?
    П. сила трения качения
    У. сила трения скольжения
    В. сила трения покоя
    2. В гололедицу тротуары посыпают песком. При этом сила трения подошв обуви о лед….
    С. увеличивается
    Д. не изменяется
    Е. уменьшается
    3. Как направлена сила трения при движении тела?
    А. по движению
    П. против движения
    Н. не имеет направления
    4. При смазке трущихся поверхностей сила трения…
    И. не изменяется
    Е. уменьшается
    У. увеличивается
    5. Электровоз, двигаясь равномерно, тянет железнодорожный состав силой 150 кН. Чему равна сила трения?
    К. 15 кН
    Л. 300 кН
    Х. 150 кН
    ТАБЛИЦА ОТВЕТОВ
    1    2    3    4    5
    У    С    П    Е    Х
    Проверим ответы. Кто получил кодовое слово “успех”? (Слайд 27)
    V. Учитель: Наше путешествие по стране “Сила трения” завершается. Подведем итоги (выставление оценок).

    Рефлексия: Ребята, проанализируйте, пожалуйста “движение” своих мыслей, чувства, ощущения, которые возникли у вас в течение урока. Запишите их на листочках и сдайте мне.
    ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: (Слайд 28)
    Ответьте письменно в тетради на вопрос: если бы исчезла сила трения что бы мы закричали “Ура” или “Караул”?
    Литература:
    •    Справочник школьника. Физика. – м.: Филологическое общество “Слово”, Перышки А.В. Физика-7 Изд.– М.: Дрофа, 2004.
    •    Зубкова Л.А. Сила трения. – Физика (ПС), 1998, № 2. Изд.дом Первое сентября – Физика№21 2007 г.

    Создано: 04.03.2016 11:42:46   |   Изменено: 04.03.2016 11:42:46

    Сила трения в природе и технике — особенности, определение и примеры

    Рассмотрим роль силы трения в природе и технике. Человек сталкивается с ней постоянно, даже не задумываясь о том, насколько важна данная сила.

    Примеры силы трения в природе и технике встречаются повсеместно. К примеру, достаточно проблематично и опасно передвигаться в гололед и пешеходам, и транспортным средствам. Для того чтобы снизить степень скольжения, должна быть увеличена сила трения. В природе и в технике она имеет огромное значение.

    Плюсы и минусы

    В том случае, когда трение необходимо для человека, его стараются увеличивать. Где проявляется сила трения в природе и в технике? Она позволяет человеку ездить и ходить. Вещи, благодаря данной силе, не выскальзывают из рук, стулья и столы остаются на прежнем месте. Силы трения в быту, природе и технике есть даже между волокнами ткани, из которых создана наша одежда.

    Среди ее негативных проявлений можно отметить изнашиваемость и нагревание разнообразных механизмов.

    Способы снижения

    Как может быть изменена сила трения в природе и в технике? Есть несколько способов ее уменьшения. Введение смазки между двумя трущимися поверхностями приводит к появлению трения между слоями жидкости. Оно будет намного меньше, чем при сухом трении.

    Типичные примеры

    Что представляет собой сила трения? В природе и в технике можно упомянуть множество примеров, когда человеку приходится с ней сталкиваться:

    • за счет трения на бумаге остаются следы от карандаша и шариковой ручки;
    • эта сила удерживает на плечиках одежду;
    • можно водить по коврику компьютерной мышкой, наблюдая за перемещением на экране курсора

    Именно трение мешает передвигать по полу тяжелую мебель. Постелив ковровое покрытие, можно изменить силу трения, упростив перемещение по комнате.

    Значимость в технике

    Рассмотрим применение силы трения в природе и технике. В частности, на ее основе создаются роликовые и шариковые подшипники. Внутреннее кольцо его одевают на вал механизма, наружное фиксируют в корпусе станка либо транспортного средства. После того как вал начнет вращаться, он не будет скользить, а станет катиться на роликах либо шариках между кольцами самого подшипника. Такое инженерное решение понижает изнашиваемость деталей, увеличивает их эксплуатационный срок службы.

    Чтобы уменьшить трение, площадь поверхности соприкасающихся тел уменьшают, используют шлифовку (делают ее гладкой).

    Фигуристы, затачивая коньки, уменьшают площадь соприкосновения со льдом, что позволяет им с легкостью выполнять сложные элементы во время произвольной или обязательной программы.

    Для повышения гладкости льда, на него выезжает специальная машина (каток), после завершения ее работы покрытие становится безупречным.

    Уменьшение трения необходимо и в быту. В частности, снижают силу трения для выполнения различных операций, натачивая бытовые режущие (колющие) предметы: иглы, ножницы, ножи.

    Трение скольжения в технике не допускает износа механизмов, позволяет колесам и шарикам проскальзывать без перегревания.

    Среди примеров положительного влияния большой силы трения в технике можно отметить:

    • передвижение на снегоходах по льду и снегу;
    • торможение колес передвигающегося транспорта;
    • использование гусениц для увеличения площади сцепления;
    • большие протекторы автомобильных шин.

    Сложно представить себе существование живых существ в экосистеме без силы трения. Например, лапки насекомых имеют шероховатую поверхность, чтобы ползти по поверхностям разных типов. С помощью волосатых усиков ползучие растения передвигаются, а гладкая чешуя позволяет рыбам снижать трение о воду. Слон на протяжении всего периода своего существования, растения и животные научились использовать трение для своей пользы.

    Это интересно

    Если бы не существовало силы трения, в таком случае у человека бы из рук падали предметы, он не смог бы нормально передвигаться по поверхности. Именно благодаря этой силе образуются кометы и планеты, со склонов гор стекает вода, удерживаются на вершинах снежные шапки.

    Цепкие хвосты приматов позволяют им с легкостью передвигаться по деревьям, спасаться при помощи хвоста от хищников. Без силы трения ни одно транспортное средство не начало бы своего движения. Колеса бы проскальзывали при вращении, машина буксовала, уехать на ней было бы невозможно. Интерес представляют подшипники различного вида, которые позволяют уменьшать трение, не выводя из нормальной эксплуатации сам механизм. Благодаря трению картины и фотографии можно красиво разместить на стенах, они не будут падать. Трение между волокнами в структуре ткани позволяет создавать на ткацких фабриках материю, из которой затем шьют одежду. К сожалению, часто трение играет и отрицательную роль в жизни человека. Именно поэтому так важно уменьшать эту силу. Проанализируем основные варианты ее снижения, применяемые в настоящее время в быту и в технике.

    В частности, можно вводить между трущимися поверхностями смазку. Она не позволяет деталям нагреваться, следовательно, существенно увеличивает срок службы деталей, растет и продолжительность эксплуатации самого механизма. Смазка не полностью устраняет трение, а лишь делает его значительно меньше. Среди тех примеров трения, которые встречаются нам в повседневной жизни, можно упомянуть возможность рисовать, писать на бумаге.

    Именно эта сила не позволяет предметам «улетать» со стола при малейшем дуновении ветра либо в случае сквозняка. Чтобы петли дверей не издавали неприятных звуков во время открывания (закрывания), их обязательно смазывают машинным маслом. Если на кухне на пол разлить растительное масло, входящий человек может упасть, получив серьезную травму.

    Подведем итоги

    Для уменьшения трения между льдом и коньками, их точат, а поверхность льда шлифуют. Несмотря на то, что трение может иметь негативное влияние, именно благодаря этой силе тормозит транспорт, люди могут передвигаться на лыжах или санках, ездить на коньках, велосипеде. В гололед резина с шипами спасает водителю и пассажирам жизнь, а шарикоподшипники со смазкой не дают деталям автомобиля разогреваться. При правильном использовании можно сделать трение надежным союзником.

    Источник: Navolne

    10 примеров силы трения в повседневной жизни — StudiousGuy

    Трение — это сила, которая стремится противодействовать относительному движению между двумя контактирующими телами. Сила трения всегда действует на движущееся тело со стороны, противоположной направлению движения. Он противодействует движению и, следовательно, помогает снизить скорость движущегося объекта. Это контактная сила. В зависимости от типа движения между двумя объектами силу трения можно разделить на четыре большие категории.

    Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

    Типы Трение

    1. Статическое трение

    Сила трения, действующая между объектом и поверхностью, на которой он расположен, называется статическим трением. Когда к объекту, находящемуся на поверхности, прикладывается сила, чтобы привести его в движение, главное требование состоит в том, чтобы величина приложенной силы была выше силы трения, создаваемой поверхностью.Это также известно как ограничение трения. Ходьба, скалолазание и т. Д. — вот некоторые примеры статического трения.

    2. Скольжение / кинетика Трение

    Трение скольжения возникает, когда объект перетаскивают по поверхности другого. Это слабее статического трения. Трение скольжения также известно как кинетическое или динамическое трение. Перетаскивание блока, хранящегося на столе, письмо, воспроизведение на слайде и т. Д. — вот некоторые примеры трения скольжения.

    3.Прокатка Трение

    Когда тело заставляют катиться по поверхности другого тела, говорят, что между ними существует трение качения. Это намного меньше кинетического трения. Роликовые коньки, шариковые подшипники и т. Д. — вот некоторые из областей применения, в которых можно четко наблюдать трение качения.

    4. Жидкость Трение

    Жидкость — это вещество, которое может течь и принимать форму контейнера, в котором она хранится.Противодействующая сила, создаваемая жидкостью или газом движущемуся объекту, известна как жидкостное трение. Сила трения, создаваемая воздухом, называется силой сопротивления воздуха или силой сопротивления. Ходить по бассейну, наполненному водой и во время шторма, сложно из-за наличия жидкостного трения.

    Примеры из Трение

    1. Потирание рук

    Трение рук — пример трения скольжения.Когда руки трутся друг о друга, в действие вступает сила, противодействующая этому движению рук. Сила, препятствующая движению, прикладывается в направлении, противоположном направлению движения рук, называется силой трения и отвечает за выработку тепловой энергии.

    2. Восхождение на скалу

    Когда альпинист стремится двигаться по скале, в противоположном направлении ощущается сила, которая пытается сопротивляться движению. Эта сила известна как сила трения.В скалолазании используется сила трения для установления надлежащего сцепления между ногами / руками альпиниста и поверхностью скалы. Это помогает альпинисту взобраться на скалу и предотвращает скольжение рук и ног.

    3. Выдвижной

    Поверхность слайда сделана максимально гладкой. Это происходит потому, что коэффициент трения гладких поверхностей меньше, чем коэффициент трения шероховатых поверхностей. Большой коэффициент трения позволяет человеку крепко держаться за руку, а небольшой коэффициент трения делает поверхность скользкой.Это отсутствие сцепления и трения помогает выполнять скользящее действие на игровом слайде. Следовательно, человек, скользящий по горке, — один из лучших примеров, демонстрирующих трение в реальной жизни.

    4. Салазки

    Сани, скользящие по ледяной поверхности, — еще один пример кинетического трения. Лед, осажденный на поверхности земли или суши, уменьшает силу трения между объектом и поверхностью. Это отсутствие трения заставляет предметы, находящиеся на поверхности, легко скользить и скользить.По этой причине люди, живущие в таких регионах, носят ботинки с гвоздями, прикрепленными к основанию. Гвозди обеспечивают лучший захват и помогают человеку ходить без скольжения.

    5. Перетаскивание стула

    Когда к громоздкому стулу прилагается небольшое усилие, он не двигается. Это определенно означает, что сила, приложенная с противоположного направления, имеет большую величину, чем внешняя сила, приложенная для ее перемещения. Это известно как сила трения.Чтобы переместить стул, человек должен приложить силу, величина которой превышает величину силы трения.

    6. Доска Карром

    Ударник чувствителен к силе трения, когда его заставляют скользить по поверхности доски каррома. Эта сила трения снижает скорость ударника, а иногда и препятствует его движению. Обычно присыпка используется для уменьшения силы трения и обеспечения плавного движения ударника.

    7. Тормозная система

    Движущееся транспортное средство останавливается путем приложения силы с противоположного направления, которая сопротивляется движению. Тормозная система обычно состоит из тормозных колодок и ободов. Трение скольжения, существующее между двумя компонентами, помогает замедлить скорость качения колес транспортного средства и вызвать его остановку. В отсутствие трения объект имеет тенденцию непрерывно двигаться с постоянной скоростью.

    8.Ходьба

    Ходьба возможна только при наличии силы трения между землей и ступнями. Трение — это контактная сила, что означает, что оно присутствует между точками соединения. Это помогает установить крепкий захват между ступней и землей. Чтобы двигаться вперед, необходим правильный захват. Здесь также можно увидеть применение третьего закона движения Ньютона, потому что сила, приложенная к земле, равна силе трения, создаваемой землей, и противоположна ей.

    9. Скользкий пол

    При наступлении на скользкий или мокрый пол становится очень трудно удерживать равновесие. Это связано с тем, что вода, присутствующая на полу, снижает коэффициент трения. При отсутствии силы трения между ступнями и полом образуется неправильный захват. Это может привести к несчастному случаю.

    10. Катящийся шарик в конце концов останавливается

    Когда к мячу прикладывается внешняя сила, он приходит в движение.Движение мяча заставляет его катиться и продвигаться вперед. Однако через некоторое время скорость мяча уменьшается, и в конце концов он останавливается. Это изменение скорости происходит из-за сопротивления, создаваемого силой трения, которая действует на мяч со стороны, противоположной направлению движения.

    50 Примеры трения в нашей повседневной жизни

    Мы ежедневно сталкиваемся с трением в своей жизни. Давайте посмотрим на некоторые примеры трений в нашей повседневной жизни.Примеры разделены на сухое трение, трение жидкости и сопротивление воздуха. Трение — неизбежное зло, это одновременно необходимость и зло, давайте рассмотрим это на некоторых примерах.

    Примеры трения
    1. Зажигание спички
    2. Чистка зубов для удаления частиц
    3. Мытье поверхностей
    4. Глажка рубашки
    5. Написание на поверхностях
    6. Работа ластика
    7. маслянистая поверхность
    8. Держаться за предметы
    9. Потирание рук для выделения тепла
    10. Ремень, удерживающий брюки
    11. Шляпы / кепки на голове
    12. Очки на носу
    13. Кольцо на пальце
    14. Перелистывание страницы
    15. Использование шарикоподшипников
    16. Спуск с детской горки
    17. Гвоздь, закрепленный на стене
    18. Ходьба по твердому грунту
    19. Шлифовка наждачной бумаги
    20. Езда на велосипеде по дороге
    21. Тормоза на мотоциклах / легковых автомобилях
    22. Зацепление за бейсбольную биту
    23. Перетягивание каната
    24. Износ обуви
    25. Лестница у стены
    26. Шкив для вытягивания вода из колодца
    27. Сварка трением
    28. Геккон на стене
    29. Альпинистские растения
    30. Лесные пожары
    31. Купание в воде
    32. Течение реки
    33. Поток воды по трубным системам
    34. Поток чернил в ручках
    35. Смазка
    36. Нанесение масла на дверные петли
    37. Медленное движение коралловых рифов
    38. Поток соуса из бутылок
    39. Очистка поверхности жидкостями
    40. Движение судов / бо летучие мыши / летучие мыши в воде
    41. Движение самолета
    42. Сопротивление воздуха в ваших руках
    43. Парашютист
    44. Полет птиц / летучих мышей
    45. Воздушный змей
    46. Тресс
    47. во время циклона
    48. Подъем флага
    49. Покачивание воздушного шара
    50. Ветроуказатель
    51. Трение, испытываемое метеором при входе в земную атмосферу

    Давайте подробно обсудим один из примеров.Вышеупомянутые примеры можно разделить на сухое, жидкостное и воздушное трение.

    30 Примеры сухого трения в нашей повседневной жизни: Детский слайд-пример трения скольжения

    Сухое трение — это трение между двумя твердыми предметами. Мы ежедневно сталкиваемся с сухим трением. Невозможно жить без сухого трения из-за гравитационного притяжения Земли.

    Примеры трения в наших домах:

    Зажигание спички : мы ударяем спичкой о шероховатую поверхность, чтобы вызвать трение.Спичка загорается из-за нагревающего эффекта трения. В случае лесных пожаров неизбежным злом становится тепловой эффект трения.

    Чистка зубов для удаления частиц : липкие частицы застревают на зубах, и их очень трудно удалить. Чистка позволяет нам преодолеть силу трения частиц и удалить их.

    Поверхности для мытья полов : Грязь и другие мелкие частицы оседают на поверхностях пола.Иногда их очень сложно удалить простым протиранием. Мытье полов использует силу вместе с водой, чтобы преодолеть трение, проявляемое частицами пыли.

    Глажка рубашки : трение позволяет вам надавить на морщинистую поверхность для глажки. Без трения железный ящик просто проскользнул бы насквозь. Давление, которое мы прикладываем, является фактором, влияющим на трение. Трение прямо пропорционально давлению.

    Написание на поверхностях : Когда мы пишем на поверхностях, трение между ручкой и поверхностью бумаги заставляет небольшое количество частиц прилипать к поверхности.Это очень важное применение трения.

    Работа ластика : Сила трения ластика преодолевает силу трения частиц свинца, чтобы удалить их.

    Ходьба по масляной поверхности : Низкое трение, обеспечиваемое масляной поверхностью, заставит вас поскользнуться. Это может быть использовано в качестве приложения трения при использовании масла в качестве смазки для уменьшения трения в движущихся частях.

    Удержание за предметы : Чтобы удержать любой предмет, например бутылку, стакан, телефон или книгу, вам понадобится трение.посмотрите это забавное видео о жизни без трений, чтобы узнать больше.

    Потирание рук с выделением тепла : Трение всегда вызывает нагревание. Трение рук вызывает нагревание из-за трения, которое может на некоторое время согреть руки.

    Ремень, удерживающий ваши брюки : Трение ремня по вашим брюкам заставляет его оставаться на ваших бедрах. Посмотрите это забавное видео о жизни без трений, чтобы узнать больше

    Шляпы / кепки на голове : Ваши кепки и шляпы автоматически садятся на голову без какого-либо клея из-за силы трения.Это идеальный пример статического трения.

    Очки на носу : Очки остаются на носу из-за статического трения.

    Кольцо на пальце : кольцо остается на пальце за счет трения. Размер кольца влияет на трение.

    Перелистывание страницы: Трение позволяет нам переворачивать страницу из углов. Без трения страницы проскользнут через наши руки.

    Использование шариковых подшипников : Шариковые подшипники используются для уменьшения трения.Это пример применения трения качения.

    Примеры трения на открытом воздухе:

    Спуск с детской горки : Когда мы спускаемся с детской горки, возникает трение скольжения. Это трение сразу же не дает нам упасть. Трение позволяет нам без всякой опасности кататься на этом захватывающем скольжении.

    Гвоздь, закрепленный на стене : Трение между гвоздем и стеной удерживает его на месте.Чтобы узнать больше, прочтите этот пост о трении как о неизбежном зле.

    Ходьба по твердой поверхности: Трение позволяет уверенно ходить. По болотистой местности или песчаным дюнам ходить очень сложно. Такие поверхности обеспечивают очень небольшое трение при ходьбе.

    Шлифовка наждачной бумагой : Шероховатые поверхности и края отполированы наждачной бумагой для обеспечения гладкости. Шероховатая и твердая поверхность наждачной бумаги устраняет неровности поверхности, уменьшая тем самым шероховатость поверхности.Это очень распространенный метод шлифования для уменьшения трения деревянных поверхностей.

    Езда на велосипеде по дороге : трение позволяет начать, остановить и повернуть цикл. Трение гарантирует, что мы не соскользнем с дороги. Неровности на шинах — важный фактор, влияющий на трение. Они обеспечивают циклу столь необходимое сцепление. На поверхности с меньшим коэффициентом трения это важный фактор, влияющий на трение.

    Тормоза мотоциклов / автомобилей : Тормоза автомобиля работают по принципу трения Трение между тормозными колодками и колесом обеспечивает достаточное трение, чтобы остановить движение автомобиля.Вы можете прочитать этот пост о применении трения, чтобы узнать больше о дисковых тормозах.

    Захват бейсбольной биты : Хороший захват зависит от силы трения между руками и битой. Положение удержания и шероховатость захвата — вот два фактора, влияющих на трение.

    Перетягивание каната : Две команды тянут каждую через веревку между ними. В этом виде спорта много трений. Здесь возникает трение между руками игрока и веревкой.

    Износ обуви : Это идеальное трение как неизбежный злой пример. Хотя трение позволяет вам ходить, такое же трение может привести к износу вашей обуви.

    Лестница у стены : Лестница у стены — очень частое применение трения в нашей повседневной жизни. Без трения лестница будет скользить по полу.

    Шкив для забора воды из колодца : трение между канатом и шкивом гарантирует, что мы сможем захватить ведро.

    Сварка трением : Тепло, выделяемое при трении, используется как приложение трения при сварке.

    Примеры трения в природе:

    Геккон на стене: Ящерица-геккон может взбираться на поверхность вертикально из-за очень сильной силы трения между ее ногами и стеной. Говорят, что он использует силы Ван дер Ваала для создания такой большой силы трения.

    Вьющиеся растения: Вьющиеся растения легко забираются на поверхность благодаря силе трения.Как правило, для лазания они используют неровные поверхности, такие как кора деревьев и т. Д.

    Лесные пожары: Нежелательные лесные пожары возникают в результате трения, вызванного трением двух деревьев друг о друга. Это трение вызывает эффект нагрева, приводящий к пожарам.

    10 Примеры жидкостного трения:

    Плавание в воде : Во время плавания мы сталкиваемся с трением жидкости. Существуют специальные методы, такие как угол погружения, движение руки и т. Д., Чтобы уменьшить это трение.Гидравлическое трение позволяет хорошо тренироваться.

    Течение реки : Вода, текущая в реке, испытывает трение о русло реки.

    Поток воды по трубопроводным системам : Трение жидкости также влияет на поток воды по трубопроводным системам. Трение жидкости в основном происходит на поверхности потока воды. Этот вид трения изучается отдельно как трение в трубе.

    Поток чернил в ручках : Поток любой жидкости по поверхности сталкивается с жидкостным трением.Вязкость чернильных растворов оптимизирована для обеспечения хорошей скорости потока.

    Смазка : Трение жидкости обычно меньше трения скольжения, и это используется как приложение трения . Жидкость действует как промежуточный слой между двумя телами скольжения для уменьшения трения . Это понятие трения в машинах с большим количеством движущихся частей.

    Нанесение масла на дверные петли : Мы наносим масло на дверные петли, чтобы уменьшить трение и обеспечить плавное движение.Масло преобразует сухое трение в трение жидкости.

    Медленное движение коралловых рифов : Мягкое движение коралловых рифов, которое вы видите, вызвано трением жидкости.

    Поток соуса из бутылок : Вы могли заметить, что соус не падает прямо из бутылки при переворачивании. Трение жидкости снижает скорость потока.

    Очистка поверхности с использованием жидкостей: Жидкости обычно используются для очистки поверхностей, поскольку они уменьшают трение частиц пыли, прилипающих к поверхности.

    Движение судов / лодок / рыб по воде : Трение жидкости испытывают все объекты, движущиеся в водоемах. У рыб и кораблей есть обтекаемое тело для уменьшения трения. Дизайн объекта — важный фактор, влияющий на трение.

    10 Примеры трения или сопротивления воздуха: Сопротивление воздуха, которое испытывает самолет (сопротивление), является очень важным фактором в аэродинамическом дизайне.

    Движение самолета : самолет испытывает сопротивление из-за контакта с воздухом.Это обычно называется перетаскиванием. Конструкция самолета — важный фактор, влияющий на трение с воздухом.

    Сопротивление воздуха на руках: Путешествуя на велосипеде, вы почувствуете, как ветер дует на ваше тело. Это трение или сопротивление воздуха.

    Skydiver : парашютист испытывает огромную силу трения в воздухе. Чтобы выполнять такие трюки, человек должен быть в хорошей физической форме.

    Полет птиц / летучих мышей : Птицы естественным образом оптимизированы для уменьшения трения.Они легкие и имеют идеальный корпус, снижающий трение.

    Воздушный змей : Не все конструкции воздушных змеев летают. Изготовление воздушных змеев — это искусство. Сопротивление воздуха позволяет воздушным змеям летать.

    Тресс во время циклона: Во время циклона ветер дует с очень высокой скоростью. Вы можете видеть сопротивление воздуха, заставляющее прядь раскачиваться.

    Подъем флага: Флаг может плавно двигаться на ветру благодаря сопротивлению воздуха.

    Покачивание воздушного шара : воздушный шар раскачивается из-за сопротивления движению воздуха.Без сопротивления воздуха он сразу упал бы.

    Ветроуказатель: Ветроуказатель сообщает нам направление воздушного потока. Он работает на сопротивлении воздуха и может плавать в направлении ветрового потока.

    Трение, испытываемое метеором при входе в атмосферу Земли : Метеор или астероид испытывают очень высокую силу трения при входе в атмосферу Земли и сгорают перед падением на поверхность Земли.

    См. Также:

    Видео:

    Трение — это сила

    Эта идея фокусировки исследуется через:

    Противопоставление взглядов студентов и ученых

    Ежедневный опыт студентов

    Одним из наиболее очевидных эффектов трения для студентов является то, что оно может привести к постепенному износу вещей; это можно увидеть на таких примерах, как неровная подошва нашей обуви, облысевшие велосипедные шины и преднамеренное трение наждачной бумагой о поверхность.Опыт попытки ходить, кататься на роликовых коньках или лыжах по скользкой поверхности, такой как лед или снег, способствует пониманию того, что двигаться и / или менять направление сложно в средах с пониженным трением. В популярных средствах массовой информации трение часто изображается как имеющее «плохое» воздействие и как нечто, что необходимо уменьшить или устранить (например, с помощью масел, снижающих трение).

    Однако в повседневной жизни учащихся трение само по себе не рассматривается как задействование сил и не рассматривается как присутствие, когда что-то происходит. не движется (например, действует на ребенка, который неподвижно сидит на полпути вниз по горке).

    Трение оказывает сбивающее с толку влияние на наш повседневный опыт движения, потому что люди часто не осознают, что трение включает в себя силы.

    Для тех, кто думает, что вещи движутся, потому что они содержат силу, которая заставляет их двигаться, трение может рассматриваться как ответственное за постепенное использование этой силы.

    Альтернативная концепция сил, содержащихся в объектах, обсуждается в идее фокуса. Толкает и тянет.

    Научная точка зрения

    Ученые до конца не уверены, что вызывает трение; однако считается, что это вызвано взаимодействием между крошечными неровностями на поверхностях, когда они трутся друг о друга.

    Неровности на каждой поверхности изгибаются и оказывают друг на друга силу, затрудняя скольжение поверхностей друг по другу. Сила, действующая на движущуюся поверхность, действует в противоположном направлении и препятствует движению.

    Например, поверхность автомобильной шины (рисунок протектора) спроектирована так, чтобы максимизировать трение между шиной и поверхностью дороги в широком диапазоне погодных условий. Когда трение существенно снижается из-за снега или льда на дороге, шина проскальзывает и не может управлять автомобилем, вести автомобиль или ломать его.

    Критические обучающие идеи

    • Полезной моделью для объяснения трения является идея о том, что все поверхности имеют крошечные неровности.
    • Когда две поверхности скользят одна по другой, крошечные неровности сталкиваются друг с другом.
    • Трение вызывает силу на поверхности, противоположную направлению ее движения.
    • Трение можно уменьшить за счет смазки.

    Изучите взаимосвязь между представлениями о силах и трении в Карты развития концепции — законы движения

    Трение может замедлить работу и остановить движение неподвижных объектов.В мире без трения будет перемещаться больше объектов, будет трудно удерживать одежду и обувь, а людям или машинам будет очень трудно двигаться или менять направление.

    Студентов следует побуждать задуматься о том, насколько их мир зависит от благотворного действия трения. Не все трения «плохи», как нам часто говорят. Призовите учащихся учитывать как положительное, так и отрицательное влияние трения на их повседневные действия и опыт. Попросите учащихся определить, какие действия и задачи мы выполняем легко из-за трения, а какие действия и задачи становятся более трудными (например, рассмотрите ходьбу, серфинг и катание на лыжах).

    Идея о том, что поверхности имеют крошечные неровности, дает полезный модель для объяснения причина и эффект трения. Студенты должны обсудить эту модель, чтобы попытаться понять, как могут выглядеть микроскопические поверхности и как они взаимодействуют друг с другом.

    Исследования: Loughran, Berry & Mulhall (2006)

    Изображения фильтровальной бумаги, туалетной бумаги с большим увеличением и резина могут быть полезным вспомогательным средством для обсуждения, и их можно увидеть на следующем сайте:

    Листы мелкой наждачной бумаги или подошвы Сандалии Dr Scholl дают учащимся хорошую визуальную модель того, как может выглядеть гладкая поверхность на микроскопическом уровне.

    Студентов следует побуждать объяснять, почему, с точки зрения модель поверхности неровностей, толкающих друг друга, нанесение масла или смазки на контактные поверхности может уменьшить трение и позволить им двигаться более свободно. Студентов следует побуждать определять, в каком направлении действует сила трения в различных простых ситуациях, и рассматривать примеры повседневных ситуаций, когда трение намеренно увеличивается и уменьшается. Хорошим примером для обсуждения является цель использования рукояток и моторных масел.

    Исследование: Лофран, Берри и Малхолл (2006)

    Преподавательская деятельность

    Сосредоточьте внимание учащихся на упускаемых из виду деталях

    Учащиеся должны быть ознакомлены с множеством знакомых ситуаций, связанных с трением, в которых основное внимание уделяется использованию вариаций трения, которые могут не сразу быть очевидны для учащихся.

    Они могли бы изучить причины большого разнообразия конструкции обуви и, в частности, подошвы обуви, созданной для конкретных целей (например: бег, скалолазание, ледолазание, танцы, катание на коньках и прогулка по кустарникам).

    Предложите студентам изучить фрикционные преимущества каждого из дизайнов. Подумайте, как изменится производительность обуви, если подошва со временем изнашивается.

    Испытайте некоторые существующие идеи

    POE (Прогноз-Наблюдение-Объяснение): попросите учащихся предсказать, что произойдет в следующих ситуациях, а затем попросите их наблюдать за каждым событием, прежде чем пытаться объяснить свои наблюдения:

    • Книга находится на опираться на плоский кусок дерева, наклоненный под небольшим углом к ​​столу.Постепенно угол между деревом и столом увеличивается.
    • Два одинаковых блока сухого мыла проталкиваются по гладкой поверхности стола. Для одного блока мыла стол сухой, а для другого блока стол был смочен водой с моющим средством. Попросите учащихся сравнить величину толкающей силы, необходимой для движения штанг.
    • Ученик скользит по пластиковому скользкому слайду, покрытому водой, а затем повторяет опыт с мыльным раствором, распределенным по поверхности.

    Исследования: Gunstone & Mitchell (1998), Loughran, Berr y & Mulhall (2006)

    Уточнение и объединение идей для / путем общения с другими

    Студенты могут исследовать и обсуждать ситуации, в которых слишком малое трение может создавать проблемы с безопасностью (например, мокрые или обледенелые дороги, воск на досках для серфинга, гладкая обувь, резиновые перчатки и ручки) и те, где слишком большое трение означает, что все работает не очень хорошо (например, движущиеся части в велосипедах, роликовых коньках, скейтбордах, дверных замках и петли ворот).После пробного обсуждения предложите студентам написать о том, как бы мир выглядел без трений. Чем он отличался бы от нашего существующего мира? Какие задачи еще можно было бы выполнить, а какие — по-другому?

    Сосредоточьте внимание студентов на недооцененной детали

    Процедура обучения — двухминутные паузы. Эта процедура использовалась ближе к концу раздела, чтобы побудить учащихся найти ссылки на повседневный опыт и иначе подумать о том, что они узнали, другими способами.Учитель ставит (по одному) серию провокационных или «нестандартных» утверждений, относящихся к содержанию на доске. Примеры: «люди тратят больше усилий на преднамеренное увеличение трения, чем на попытки его уменьшить» или «если трение исчезнет, ​​мы немедленно умрем с голоду».

    У учащихся есть две минуты (намеренно выбранные как короткий период для развития интенсивного мышления), чтобы записать (пунктирными точками) соответствующие мысли и реакции. Учитель ставит точки, которые согласны и не согласны с утверждением или не поддерживают его, а затем выдвигает следующее утверждение.

    # Эта процедура обучения воспроизведена с разрешения Peel Publications, Австралия, авторское право © 2007.

    Дополнительные ресурсы

    Интерактивные обучающие объекты, связанные с наукой, можно найти на Страница ресурсов для учителей FUSE.

    Чтобы получить доступ к интерактивному объекту обучения ниже, учителя должны войти в FUSE и выполнить поиск по идентификатору учебного ресурса:

    • Дикая поездка: овладейте собой — учащиеся исследуют роль трения в характеристиках велосипедных шин.Работая с имитацией испытания, они связывают сцепление шины с дорогой, возникающей между различными поверхностями.
      Learning Resource ID: H7F5TP

    Силы трения — Силы — KS3 Physics Revision

    Каждый раз, когда объект движется по другому объекту, он ощущает силы трения. Эти силы действуют в направлении, противоположном движению. Трение затрудняет движение вещей.

    Полезные силы трения

    Трение может быть полезным. Например:

    • трение между нашими ботинками и полом не дает нам поскользнуться
    • трение между шинами и дорогой останавливает автомобили от заноса
    • трение между тормозами и колесами помогает велосипедам и автомобилям замедляться

    Силы трения намного меньше на гладких поверхностях, чем на шероховатых, поэтому мы скользим по льду, а не по бетону.

    Бесполезные силы трения

    Трение также может быть бесполезным. Если вы не смазываете велосипед регулярно маслом, трение в цепи и осях увеличивается. Ваш велосипед будет шумным, и его будет трудно крутить педали.

    Когда между движущимися частями возникает сильное трение, энергия передается в окружающую среду, вызывая нагрев. Подумайте, что происходит, когда вы быстро потираете руки. Трение их согревает.

    Сопротивление воздуха

    Велосипеды, автомобили и другие движущиеся объекты испытывают сопротивление воздуха при движении.Сопротивление воздуха вызывается силами трения воздуха о автомобиль. Чем быстрее движется автомобиль, тем больше становится сопротивление воздуха. Максимальная скорость автомобиля достигается, когда сила велосипедиста или двигателя уравновешивается сопротивлением воздуха.

    Обтекаемость

    Обтекаемость снижает сопротивление воздуха

    Велогонщики приседают на велосипедах низко, чтобы уменьшить сопротивление воздуха на них. Это помогает им двигаться быстрее. Они также носят обтекаемые шлемы.Они имеют особую гладкую форму, которая позволяет воздуху легче обтекать велосипедиста.

    Современные автомобили тоже модернизированы. Их плавные формы уменьшают сопротивление воздуха, что позволяет им путешествовать дальше на том же количестве топлива.

    Британский тренер по велоспорту Чарли Эванс о том, как физика может помочь велосипедистам получить преимущество

    Untitled Document

    Сила трения

    Воздействие сопротивления воздуха на падающие предметы значительно снижает запутать наше понимание гравитационной силы, потому что эффект одного воздействует с другой.Сопротивление воздуха — это сила трения, которую стоит учитывать. Сначала несколько общих моментов о трении.

    Предлагаемая последовательность идей, связанных с концепцией трения заключается в том, что дети перестают понимать хватку как свойство неровной ровной поверхности для оценки трения как силы действует для предотвращения относительного движения двух соприкасающихся поверхностей.

    Шероховатая поверхность препятствует движению объекта по ней

    Различные поверхности в разной степени препятствуют этому движению

    Дети испытывают скользкие поверхности, такие как как замерзшие лужи (т.е. низкое трение) и поверхности захвата, такие как глубокий ворс ковров (т. е. с высоким коэффициентом трения) и их влияние на движение означает, что многие из них привносят устоявшийся жизненный взгляд на трение. В контексте В науке этот взгляд на жизнь нуждается в уточнении и расширении.

    Трение — это научный термин, обозначающий силу, изменяющую движение в результате взаимодействия поверхность / поверхность (все изменения движения требуется действие силы) .Направление силы трения противоположно к движению и должны быть представлены как таковые при использовании диаграмм показать силы в действии.Таким образом, диаграмма перетаскиваемого объекта вдоль пола будет стрелка, указывающая в направлении движения, представляющая натяжение и стрелка в противоположном направлении (не вниз), обозначающая сопротивление трения. Если скорость движения объекта постоянна, стрелки должны быть нарисованы одинаковой длины (т. е. силы уравновешены: см. следующий раздел).

    Сила тяжести увеличивает трение через его влияние на направленную вниз силу объекта на поверхность, на которой он стоит.Объект большой массы прижимается к поверхности с большей силой, чем объект малой массы и, как следствие, большее трение между поверхность тяжелого предмета, чем между поверхностью и легким предметом.

    Обе соприкасающиеся поверхности влияют на величину силы трения

    Характерной чертой поверхности с высоким коэффициентом трения является шероховатость. Между двумя грубыми материалами, трущимися друг о друга, больше трения. чем между грубой и гладкой поверхностью.Точно так же относительно мало трение между двумя гладкими поверхностями.

    Трение может возникать даже при отсутствии движения

    Иногда сила трения настолько велика, что предотвращает движение. Если к неподвижному объекту не приложено достаточно тяги или толчка для преодоления трение между ним и поверхностью, на которой он стоит, не будет двигаться. Покрытие пандусов разными материалами, размещение на них предметов и затем наклон их, пока объект не соскользнет, ​​- хороший способ продемонстрировать статичность / динамику фрикционные состояния.

    Пожалуй, одна из лучших демонстраций, заставляющих задуматься. того, как степень направленной вниз силы влияет на величину трения, является Уловка с палкой. Если метрическая палка (хотя это работает с любой длиной, даже карандаш) поддерживается обеими руками, как показано на рисунке, а левая рука скользит под палкой, пытаясь медленно встретить статичную правую руку, инстинктивным ответом было бы сказать, что клюшка не будет уравновешена и упасть, кувыркаясь влево.

    Однако, поскольку сила, направленная вниз клюшкой левой руки увеличивается по мере того, как рука движется к центру, трение между палкой и рука становится такой большой, что палка блокируется и начинает скользить по правой руке вместо.

    Затем процесс повторяется в виде направленной вниз силы на правая рука достигает фрикционной точки запирания. Палка продолжает скользить сначала над одной рукой, затем над другой, пока левая рука не встретится с правой рука с клюшкой лежит так, чтобы ее середина (центр тяжести) находилась прямо над двумя соприкасающимися руками.

    Попробуйте добавить кусок пластилина на один конец палки, тем самым смещая центр тяжести к утяжеленному концу палки. . . что происходит сейчас?

    Трение и сопротивление | TheSchoolRun

    Когда один объект скользит по другому, он начинает замедляться из-за трения. Это означает, что он теряет энергию. Однако энергия не исчезает. Она изменяется от энергии движения (также называемой кинетической энергией ) до тепловой энергии . Вот почему мы потираем руки в холодную погоду.Потирая их, мы создаем трение и, следовательно, тепло. Трение — это сопротивление движению, когда один объект трется о другой. Каждый раз, когда два предмета трутся друг о друга, они вызывают трение. Трение противодействует движению и действует в противоположном направлении.

    В некоторых случаях мы хотим, чтобы предотвратило трение , чтобы было легче перемещаться.

    • Хорошим примером этого является шар или колесо. Они катятся, чтобы уменьшить трение .
    • Другой способ уменьшить трение — использовать смазку , такую ​​как консистентная смазка или масло .В машинах и двигателях используется консистентная смазка и масло для уменьшения трения и износа, чтобы они могли служить дольше.
    • Третий способ уменьшить трение — уменьшить на площадь поверхности . Так работают коньки. Тонкое лезвие обеспечивает небольшое трение между коньком и льдом. В коньках также используется смазка, так как лед тает под весом лезвия с использованием воды, позволяющей конькам скользить.

    Трение нам тоже очень помогает . В конце концов, мы бы все просто катались повсюду, если бы не трение, которое могло бы удерживать нас в равновесии! Трение также используется в автомобильных тормозах, когда мы идем или поднимаемся на холм, в наждачной бумаге, разводим костер и т. Д.

    Трение имеет множество применений в жизни . Вы зажигаете спичку с помощью трения. Когда вы чиркаете спичкой, трение создает достаточно тепла для воспламенения химического соединения в спичечной головке, которое затем сжигает остальную часть спичечной головки. Автомобильные тормоза работают из-за трения. Поскольку тормозные колодки трутся о колеса автомобиля, автомобиль замедляется. Обувь, предназначенная для некоторых видов спорта, имеет специальную подошву, чтобы использовать трение в ваших интересах. Футбольные бутсы имеют шипы, которые увеличивают трение за счет прилипания к трещинам в земле.Скрипач обмазывает свой смычок канифолью, чтобы усилить трение между смычком и струнами скрипки, тем самым создавая звук.

    Однако трение также может быть реальной помехой . Если дверная петля скрипит, шум вызван трением. Движущиеся части двигателя автомобиля трутся друг о друга и могут слипаться, в результате чего двигатель заклинивает и перестает работать. Использование масла в двигателе автомобиля защищает детали от трения. Приготовленная пища имеет тенденцию прилипать к сковороде. Тефлон на посуде с антипригарным покрытием уменьшает трение между продуктами и сковородой, вызывая скольжение продуктов.Пловцы, которые соревнуются в плавании, носят специально разработанные гоночные костюмы, чтобы уменьшить трение между собой и водой, чтобы они могли плавать быстрее. Силиконовые аэрозоли, масла, смазка и шариковые подшипники используются для уменьшения трения.

    Сопротивление воздуха Сила — это сила давления воздуха на движущийся объект. Сопротивление воздуха (также называемое сопротивлением) — это сила трения. Как и все силы трения, сила сопротивления воздуха всегда противодействует движению объекта. Обычно сила сопротивления воздуха не очень велика.Например, когда вы идете, на вас действует сила сопротивления воздуха, но она не замедляет вас. Если вы начнете бегать, сила сопротивления воздуха станет более заметной.

    Слова, которые нужно знать для обозначения трения и сопротивления:

    Ускорение — скорость, с которой что-то увеличивается в скорости или скорости
    Атмосфера — смесь газов, которая окружает астрономический объект, такой как Земля
    Столкновение — действие двух движущихся транспортных средств, кораблей, самолетов или других объектов, ударяющихся друг о друга
    Сжатый — чтобы уменьшить что-либо путем приложения давления или аналогичного процесса, или уменьшить таким образом
    Энергия — источник или источник электричества , механическая или другая форма силы
    Трение — трение двух предметов друг о друга при движении одного или обоих
    Кинетическое — относящееся к движению, вызванное или производящее движение
    Смазка — обычно вещество масло или смазка, нанесенные на поверхность для уменьшения трения между движущимися частями
    Материал — вещество, используемое для изготовления вещей
    Молекулы — наименьшая единица вещества, которая может существовать. другая измеряемая величина, такая как время
    Сопротивление — сила, которая противодействует или замедляет другую силу.
    Канифоль — твердая смола от янтарного до темно-коричневого цвета. Используется для лаков и других продуктов для увеличения трения, например между смычком и струнами некоторых струнных инструментов.
    Статическое электричество — стационарный электрический заряд, который накапливается на изолированном объекте, таком как грозовое облако
    Обтекаемый — для проектирования или создания чего-либо гладкой формы, чтобы оно двигалось с минимальным сопротивлением через воздух или воду
    Поверхность площадь — сплошная ровная площадь

    Что такое трение? | Определение трения

    Трение — это то, что вызывает возгорание, когда вы потираете две палки друг о друга, как это делают воины из племени масаи в Кении.(Изображение предоставлено Полом Бэнтоном / Shutterstock.com)

    Трение — это сопротивление движению одного объекта относительно другого. Это не фундаментальная сила, как гравитация или электромагнетизм. Вместо этого ученые считают, что это результат электромагнитного притяжения между заряженными частицами на двух соприкасающихся поверхностях.

    Ученые начали собирать воедино законы трения в 1400-х годах, но поскольку взаимодействия настолько сложны, определение силы трения в различных ситуациях обычно требует экспериментов и не может быть получено только из уравнений или законов.

    Из каждого общего правила о трении есть столько же исключений. Например, хотя две неровные поверхности (например, наждачная бумага), трущиеся друг о друга, иногда имеют большее трение, очень гладко отполированные материалы (например, стеклянные пластины), которые были тщательно очищены от всех поверхностных частиц, могут на самом деле очень сильно прилипать друг к другу.

    Типы трения

    Существует два основных типа трения: статическое трение и кинетическое трение. Статическое трение действует между двумя поверхностями, которые не движутся относительно друг друга, в то время как кинетическое трение действует между движущимися объектами.

    В жидкостях трение — это сопротивление между движущимися слоями жидкости, которое также известно как вязкость. Как правило, более вязкие жидкости являются более густыми, поэтому мед имеет большее трение по жидкости, чем вода.

    Атомы внутри твердого материала также могут испытывать трение. Например, если сжимается твердый блок металла, все атомы внутри материала перемещаются, создавая внутреннее трение.

    В природе не существует абсолютно свободных от трения сред: даже в глубоком космосе крошечные частицы материи могут взаимодействовать, вызывая трение.

    Коэффициент трения

    Два твердых объекта, движущихся друг относительно друга, испытывают кинетическое трение. В этом случае трение представляет собой некоторую долю перпендикулярной силы, действующей между двумя объектами (эта доля определяется числом, называемым коэффициентом трения, который определяется экспериментально). В общем, сила не зависит от площади контакта и не зависит от того, насколько быстро движутся два объекта.

    Трение действует и на неподвижных объектах.Статическое трение предотвращает перемещение объектов и, как правило, превышает силу трения, испытываемую теми же двумя объектами, когда они движутся относительно друг друга. Статическое трение — это то, что удерживает коробку на наклоне от скольжения на дно.

    Применение трения

    Трение играет важную роль во многих повседневных процессах. Например, когда два объекта трутся друг о друга, трение вызывает преобразование части энергии движения в тепло. Вот почему трение двух палочек друг о друга в конечном итоге приведет к возгоранию.

    Трение также отвечает за износ велосипедных шестерен и других механических частей. Вот почему смазочные материалы или жидкости часто используются для уменьшения трения — и износа — между движущимися частями.

    Следуйте за Тиа Гхош на Twitter и Google+ .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *