Полезные и вредные трения 7 класс

Проект по физике

на тему:

«Её величество-сила трения»

Липецк, 2016 г.

Содержание

1. Цель и задачи проекта.
2. Актуальность темы.
3. Теория.
3.1. Виды сил трения.
3.2. Коэффициент трения.
3.3. Польза и вред силы трения.
3.4. Уменьшение и увеличение силы трения.
4. Природа и трение.
5. Трение в спорте.
6. Пословицы и поговорки о силе трения.
7. Эксперименты.
7.1. Эксперимент №1.
7.2. Эксперимент №2.
8. Практические применения силы трения.
9. Заключение.
10. Список литературы и интернет – ресурсов.

Цель: Исследовать роль силы трения

Задачи:
1) Узнать, что такое сила трения.
2) Исследовать факторы, от которых зависит сила трения.
3) Рассмотреть виды трения.
4) Трение-полезное или вредное явление.
5) Понять, как уменьшить или увеличить силу трения.
6) Провести эксперименты, подтверждающие закономерности и зависимости силы трения.

Актуальность темы:
Я считаю эту тему интересной и актуальной, потому что сила трения – одна из наиважнейших сил в жизни. Это явление встречается очень часто. Все движения соприкасающихся тел друг относительно друга всегда происходят с трением. Также, сила трения влияет в большей или меньшей степени на характер движения.

Очень важно знать, где трение полезно, а где – нет, и, конечно, нужно уметь уменьшать и увеличивать силу трения для определённых целей.

О силе трения.
С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем.

Сила трения – это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная в сторону, противоположную движению. Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией(tribology).

Сила трения зависит от силы давления тел друг на друга, от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения.

Коэффициент трения.

Величина, характеризующая зависимость силы трения от материала и качества обработки трущихся поверхностей, называется коэффициентом трения. Коэффициент трения измеряется отвлеченным числом, показывающим, какую часть силы нормального давления составляет сила трения.

Виды сил трения:

трение скольжения – сопротивление качению одного тела (катка) по поверхности другого.
трение качения – сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении.
трение покоя – сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения.

По физике взаимодействия трение принято разделить на:

сухое – когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками (в том числе и твердыми смазочными материалами) — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя;
жидкостное (вязкое) – при взаимодействии тел, разделённых слоем твёрдого тела (порошком графита), жидкости или газа (смазки) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость, величина вязкого трения характеризуется вязкостью среды;
смешанное – когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;
граничное – когда в области контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и так далее) — наиболее распространённый случай при трении скольжения.

Польза и вред силы трения.
Способы увеличения и уменьшения силы трения.
Полезно или вредно трение? Многие, не задумываясь, отвечают: «Конечно, вредно!». Но ведь, если бы не было трения, мы не могли бы ходить по земле (вспомните, как скользят ноги на льду), сидеть, работать без опасения, что книги и тетради упадут со стола, что стол будет скользить, пока не упрется в угол, а ручка выскользнет из пальцев.

Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, где их поставили. Сила трения удерживает вбитые гвозди, винты, гайки; удерживает нитки в материи, завязанные узлы и т. д. При отсутствии трения нельзя было бы сшить одежду, собрать станок, сколотить ящик. К этому можно добавить, что, если бы не было трения, неизвестно, как пошло бы развитие цивилизации на Земле – ведь наши предки добывали огонь трением. Жизнь без трения просто невозможна!
Но сила трения имеет и свои минусы, т.е. приносит вред. Оно может быть опасно для нас, особенно в зимний период, период гололедов.

Трение – не только тормоз для движения. Это еще и главная причина изнашивания технических устройств, проблема, с которой человек столкнулся также на самой заре цивилизации. И в нашу эпоху борьба с изнашиванием технических устройств – важнейшая инженерная проблема, успешное решение которой позволило бы сэкономить десятки миллионов тонн стали, цветных металлов, резко сократить выпуск многих машин, запасных частей к ним.

Мы выяснили, что трение является как вредным, так и полезным явлением. Когда оно полезно, его стараются увеличить, а когда вредно – уменьшить.
Как увеличить трение: Как уменьшить трение:
-увеличить нагрузку (вес); -шлифовка деталей;
-увеличить шероховатость поверхности; -смазка трущихся поверхностей;
-подшипники

Природа и трение.
У животных имеются различные органы, служащие для хватания (хобот слона, цепкие хвосты лазающих животных).
В жизни многих растений трение также играет положительную роль. Например, лианы, хмель, горох, бобы и другие вьющиеся растения благодаря трению могут цепляться за находящиеся поблизости опоры, удерживаются на них и тянутся к свету. Между опорой и стеблем возникают достаточно большое трение, т.к. стебли многократно обвивают опоры и очень плотно прилегают к ним.

Трение в спорте.
Хоккей.
Немногие задумывались над тем, что этот «взрывной» вид спорта обязан своим происхождением …трению, точнее, весьма малому трению при скольжении плоской резиновой шайбы по льду. Именно это обстоятельство позволяет хоккеистам поддерживать невиданный темп игры, осуществляя молниеносные комбинации.
Велоспорт.
При езде на велосипеде создали шлемы для уменьшения силы трения

Пословицы и поговорки о силе трения:

• не подмажешь, не поедешь;
• пошло дело как по маслу;
• угря в руках не удержишь;
• что кругло – легко катится;
• лыжи скользят по погоде;
• из навощенной нити сеть не сплетешь;
• колодезная веревка сруб перетирает;
• ржавый плуг только на пахоте очищается;
• нет такого человека, который бы хоть раз не поскользнулся на льду;
• коси коса пока роса; роса долой и мы домой;
• баба с воза-кобыле легче;
• сухая ложка рот дерёт.

Эксперименты.
Эксперимент №1: изучение зависимости силы трения от силы давления тела на горизонтальную поверхность.

Цель: найти зависимость силы трения от силы давления.

Оборудование: динамометр лабораторный, алюминиевые грузы-2 штуки, свинцовый груз-1шт, деревянная дощечка, деревянный брусок.

Один груз: Два груза: Три груза:

Вывод: Прямо пропорциональная зависимость. Чем больше сила давления, тем больше сила трения.

Эксперимент №2: изучение зависимости силы трения от неровностей поверхности.

Цель: установить зависит ли Fтр. от неровности трущихся поверхностей.

Оборудование: динамометр лабораторный, алюминиевый груз, салфетка, песок, доска

Поверхность 1:

Поверхность 2:

Поверхность 3:

Вывод: сила трения зависит от неровности трущихся поверхностей, а именно от рода вещества, из которого изготовлены тела.

Практические применения силы трения:
• При передвижении мебели в классе уменьшали силу трения с помощью мокрого пола;
• Натирали смычок канифолью для увеличения продолжительности звука (струна увлекается за смычком за счет силы трения покоя);
• Нарезка сливочного масла с помощью влажного ножа.

Заключение.

• Мы выяснили, что такое трение, и какое оно бывает. Трение – явление, сопровождающее нас с детства буквально на каждом шагу, а потому ставшим таким привычным и незаметным.

• Теперь мы точно знаем, от чего зависит сила трения, а что не влияет на нее. Если говорить более конкретно, то сила трения зависит: от нагрузки или массы тела; от рода соприкасающихся поверхностей; от скорости относительного движения тел; от размера неровностей или шероховатостей поверхностей. А вот от площади соприкосновения она не зависит.

• Мы узнали, что сила трения имеет как положительную, так и отрицательную сторону. Теперь нам известно, как увеличивать, а как уменьшать силу трения. Шаг за шагом, человек научился успешно бороться с трением доступными и привычными способами, передаваемыми из поколения в поколение и дожившими до нашей эпохи.

• Мы провели серию экспериментов, проделали примерно такие же опыты, как и ученые, и получили примерно такие же результаты. Получилось, что экспериментально мы подтвердили все утверждения, высказанные нами.

• Но, наверное, самое главное – мы поняли, как здорово добывать знания самим, а потом делиться ими с другими.

Список литературы и интернет – ресурсов:

https://ppt4web.ru/

https://www.myshared.ru/

https://www.mista.ru/pogovorki.htm

https://class-fizika.narod.ru/7_tren.htm

https://ru.wikipedia.org/wiki/Трение

Источник

Слайд 1

Сила трения Учитель физики школа №258 с углубленным физики и химии Колпинского р-на г. Санкт- Петербург Игнатова Антонина Павловна

Слайд 2

Продолжите фразу: Сила – это … Виды сил: 1 ) … 2 ) … 3 ) … Единица измерения силы … Сила измеряется прибором … Сила является векторной величиной. Что это значит? Сила упругости возникает …

Слайд 3

Вопросы для обсуждения Почему нельзя переходить дорогу перед близко идущим автомобилем? Что общего между гвоздём, вбитым в доску, и завязанными шнурками? Почему мел оставляет след на доске ? Какую роль играет слюна при глотании пищи ? Для чего иголки тщательно полируют ?

Слайд 4

Сила трения. Трение в природе и технике Выяснить , что называют силой трения Установить виды силы трения Определить направление силы трения Какую пользу (или вред) приносит сила трения

Слайд 5

При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие , препятствующее их , относительному движению. Сила трения – это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого.

Слайд 6

Причины возникновения трения 1. Шероховатость поверхностей с оприкасающихся тел 2. Взаимное притяжение молекул с оприкасающихся тел

Слайд 7

сила трения зависит от материала, из которого изготовлены тела; сила трения зависит от качества обработки поверхностей; сила трения зависит от нагрузки; сила трения слабо зависит от относительной скорости трущихся поверхностей взаимодействующих тел; сила трения не зависит от площади трущихся поверхностей. Зависимость трения от внешних факторов :

Слайд 8

Виды трения Трение скольжения Трение качения Трение покоя

Слайд 9

Трение скольжения Трение скольжения возникает при скольжении одного тела по поверхности другого. (При движении саней, лыж по снегу) Трение качения Трение качения возникает, когда одно тело катится по поверхности другого. (При движении колёс вагона, автомобиля, при перекатывании брёвен или бочек по земле) Трение покоя Трение покоя возникает, когда к телу прикладывают силу, пытающуюся сдвинуть это тело. (Удерживается гвоздь, забитый в доску)

Слайд 10

Примеры трения скольжения

Слайд 11

Примеры трения качения

Слайд 13

Как можно измерить?

Слайд 14

F тр. = µ N N – сила реакции опоры µ – коэффициент трения µ зависит от: – качества обработки поверхности – вещества, из которого они изготовлены

Слайд 15

Трение полезное или вредное? Полезное Без трения ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле удерживать предметы остановка автомобиля – начало движения машины при письме накладывать повязку носить одежду зажигать огонь Вредное нагреваются и изнашиваются движущиеся части машин скрип дверей, полов мозоли на ногах и руках боли в суставах

Слайд 16

Трение можно уменьшить во много раз: Ввести смазку Отшлифовать поверхности Замена трения скольжения трением качения Уменьшить нагрузки

Слайд 17

Трение можно увеличить 1.Увеличить шероховатость поверхностей 2.Увеличить нагрузку

Слайд 18

Урок № 2 Устная разминка: Для чего на соревнованиях при выполнении некоторых упражнений на снарядах ладони натирают магнезией, а поверхности подошвы- канифолью? Многие водные животные (морские звезды, губки, голотурии) имеют на теле выступы , шероховатости. Благодаря этому они медленно опускаются в воде, а не тонут быстро под действием силы тяжести. Какое явление способствует этому?

Слайд 19

О каком явлении идет речь в пословице : « От того телега запела, что давно дёгтя не ела »? Поверхность зеркала более гладкая, чем лед. Почему на коньках так легко кататься по льду и совсем невозможно по зеркалу ? Скрипичный смычок, между головкой и колодкой смычка натягивают волос конского хвоста (натуральный или искусственный). С какой целью волосы скрипичного смычка натирают канифолью ? Зачем вратарь футбольной команды пользуется во время игры перчатками, покрытыми слоем шероховатого материала?

Слайд 20

ВОПРОСЫ «зачем?» и «почему?» Зачем зимой дорожки посыпают песком ? Почему шины автомобилей делают с рифленой поверхностью ? Зачем в двигатель автомобиля наливают масло ? Почему масло легче резать проволокой, чем ножом ? Зачем лыжники наносят на лыжи особую смазку ? Почему нельзя переходить дорогу перед близко идущим автомобилем?

Слайд 21

Решение задач . Снежинка равномерно движется вниз. Какие силы в этом случае действуют на неё? Изобразите эти силы на рисунке. Парашютист весом 800 Н равномерно спускается с раскрытым парашютом . Чему равна сила сопротивления воздуха? Определите коэффициент трения между шкафом массой 120 кг и поверхностью пола. Сила , приложенная к шкафу в горизонтальном направлении , равна 600 Н .

Слайд 22

На брусок массой 500 г приложена сила в горизонтальном направлении для его перемещения. Определите силу трения, если коэффициент трения равен 0,4 . Чтобы передвинуть шкаф, надо приложить к нему горизонтальную силу 300 Н. Чему равен коэффициент трения между шкафом и полом, если масса шкафа равна 120 кг ?

Слайд 23

Лабораторно- практическая работа Определение коэффициента трения скольжения между кареткой (бруском) и поверхностью направляющей рейки. Цель работы : Определить коэффициент трения скольжения, нагрузив каретку (брусок) двумя грузами и равномерно перемещая её по поверхности направляющей рейки. Оборудование: Направляющая рейка, каретка (брусок), два груза, динамометр.

Слайд 24

N F уп F тяж F тр Ʋ= const C илу трения скольжения вычислим по формуле: F тр = µ•N Так как каретка с грузами перемещается равномерно прямолинейно, то силы друг друга уравновешивают:

Слайд 25

F тр = F тяж (сила трения уравновешивает силу упругости пружины) N = F тяж (сила реакции опоры уравновешивает силу тяжести) Сила тяжести , действующая на каретку (брусок) вместе с грузами, равна весу каретки (бруска) с грузами: F тяж = P Выразим коэффициент трения скольжения µ = µ = или µ = , где F уп – сила упругости пружины динамометра

Слайд 26

Запишите численное значение веса каретки (бруска) вместе с двумя грузами (измеряется с помощью динамометра) в единицах измерения СИ Запишите численное значение силы упругости пружины при равномерном прямолинейном скольжении каретки (бруска) с грузами Запишите численное значение коэффициента трения скольжения, рассчитав его по формуле. Ход работы:

Источник

ТРЕНИЕ ПОЛЕЗНОЕ И ВРЕДНОЕ

Сила трения всегда способствует любому движению. Она возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Сила трения всегда способствует любому движению. Она возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения

. Трение имеет большое значение как в природе, так и в технике. Трение имеет большое значение как в природе, так и в технике. Трение может быть : Трение может быть : 1. ПОЛЕЗНЫМ 1. ПОЛЕЗНЫМ 2. ВРЕДНЫМ 2. ВРЕДНЫМ Когда оно полезно, его стараются Когда оно полезно, его стараются увеличить, когда вредно увеличить, когда вредно уменьшить уменьшить

Примеры трения в повседневной жизни человека: человека: Без трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле, так как при ходьбе мы отталкиваемся ногами от земли. Когда трение между подошвой обуви и землей (или льдом) мало, например в гололедицу, то отталкиваться от земли очень трудно, ноги при этом скользят. Чтобы ноги не скользили, тротуары посыпают песком. Это увеличивает силу трения между подошвой обуви и льдом.

Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Сила трения останавливает автомобиль при торможении, но без трения покоя он не смог бы и начать движенность шин у автомобиля делают с ребристыми выступами. Зимой, когда дорога бывает особенно скользкая, ее посыпают песком, очищают ото льда. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Сила трения останавливает автомобиль при торможении, но без трения покоя он не смог бы и начать движенность шин у автомобиля делают с ребристыми выступами. Зимой, когда дорога бывает особенно скользкая, ее посыпают песком, очищают ото льда. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Сила трения останавливает автомобиль при торможении, но без трения покоя он не смог бы и начать движение. Колеса, вращаясь, проскальзывали бы, а автомобиль продолжал бы стоять на месте, буксовал. поверхность шин у автомобиля делают с ребристыми выступами. Зимой, когда дорога бывает особенно скользкая, ее посыпают песком, очищают ото льда. Чтобы увеличить трение,

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 трения.

Вредное трение: Но мы уже говорили, что во многих случаях трение вредно и с ним приходится бороться. Например, во всех машинах из- за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части. Для уменьшения трения соприкасающиеся поверхности делают гладкими, между ними вводят смазку. Но мы уже говорили, что во многих случаях трение вредно и с ним приходится бороться. Например, во всех машинах из- за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части. Для уменьшения трения соприкасающиеся поверхности делают гладкими, между ними вводят смазку. Чтобы уменьшить трение Чтобы уменьшить трение вращающихся валов машин и станков, их опирают на подшипники. вращающихся валов машин и станков, их опирают на подшипники.

Шариковые и роликовые подшипники: Мы знаем, что сила трения качения при одинаковой нагрузке значительно меньше силы трения скольжения.На этом явлении основано применение шариковых и роликовых подшипников. В таких подшипниках вращающийся вал не скользит по неподвижному вкладышу подшипника, а катится по нему на стальных шариках или роликах.При вращении вала внутреннее кольцо катится на шариках или роликах, находящихся между кольцами.Замена в машинах подшипников скольжения шариковыми или роликовыми подшипниками позволяет уменьшить силу трения в 2030 раз.

Шариковые и роликовые подшипники используют в разнообразных машинах: автомобилях, токарных станках, электрических двигателях, велосипедах и т. д. Без подшипников невозможно представить современную промышленность и транспорт Без подшипников невозможно представить современную промышленность и транспорт

Источник