Примеры силы трения в природе и технике. Трение в нашей жизни

Трение в природе и технике
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.Сила трения в техникеЕще 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 тормозитьна севере люди передвигаются на санках и лыжах - так быстрее, т.к. меньше сила тренияезда на велосипеделюбые смазанные детали работают лучшев шарикоподшипниках возникает сила трения каченияколеса с шипами или даже с цепямимеханизмы для передачи или преобразования движения с помощью трения, т.н. фрикционные механизмыРоль силы трения в природеСтоит 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 землебелки прыгают по веткам деревьевленивец висит на веткептичка может присесть на веткувода точит каменьобразование планет и кометидет 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

Л. П. ЛИСОВСКИЙ и А. Е. САЛОМОНОВИЧ

^кружающий нас мир находится в непрестанном дви - жении. Простейшим видом этого движения является перемещение одних вещей, предметов, тел относительно других - так называемое механическое движе­ние. Мы садимся, встаём, ходим. По дороге лошадь тя­нет телегу; проезжает автомобиль; паровоз тянет по рельсам вагоны. Течёт река, по ней плывёт лодка, в воде плавают рыбы. По небу бегут облака, а над ними проно­сится самолёт. На фабрике с огромной скоростью вра­щаются станки, движутся приводные ремни.

Во всех этих разнообразных движениях есть одна об­щая черта. При всех таких движениях одни предметы соприкасаются либо с другими предметами, либо с окружающей их сплошной жидкой или газообразной средой, например, с водой или воздухом. Когда вы идёте, ваши ноги касаются пола. Автомобиль катится по дороге, вагоны - по рельсам. Рыбы плывут в воде, а вода в реке касается дна и берегов. Самолёт летит в воздухе, рассе­кая его своими крыльями.

Такое соприкосновение всегда оказывает большое влияние на движение.

Толкните лёгкие санки по укатанному снегу - они заскользят, но затем постепенно замедлят свой бег и оста­новятся. На дороге не видно подъёма; что же остановило санки? Санки остановила сила трения, кото­рая возникает между стальными полозьями санок и сне­гом при скольжении. Эта сила направлена навстречу скольжению санок, тормозит это скольжение, уменьшает его скорость и, в конце концов, останавливает санки. Та­кая сила трения, возникающая при скольжении одних твёрдых предметов по другим, называется силой тре­ния скольжения (рис. 1).

Ударьте ногой по футбольному мячу. Мяч прокатится по земле и остановится. Что остановило мяч? Снова тре­ние. Но ведь мяч не скользит по земле, а катится. Ока­зывается, и при качении также возникает противодей­ствующая сила. Такая сила называется силой тре­ния качения. Это она тормозит катящуюся бочку, биллиардный шар, детский обруч.

Силы трения скольжения и качения возникают при скольжении или качении твёрдых тел. Но бывает ли так, что движения ещё нет, а сила трения уж*е действует? Оказывается, бывает, и вы сами наблюдали это неодно­кратно.

Вот, на столе лежит тяжёлая книга (рис. 2). Попро­буйте её сдвинуть. Для этого потребуется некоторое усилие. И если на книгу нажать слишком слабо - она не тронется с места. Что же мешает ей двигаться? Сила трения между нижней обложкой книги и столом. Эта

Сила трения препятствует твёрдым телам приходить в движение. Поэтому она называется силой трения покоя.

С какой бы стороны вы ни нажимали на книгу - слева, справа, спереди или сзади - сила трения покоя препятствует началу скольжения книги. Выходит, что сила трения покоя направлена также против движения - того движения, которое только ещё должно было бы воз­никнуть.

Только ли при соприкосновении твёрдых тел с твёр­дыми возникает трение? Нет. Когда при движении жидкости или газа отдельные слои жидкости или газа скользят один относительно другого, между ними возни­кают силы внутреннего или вязкого трения.

Из-за внутреннего трения течение воды у стенок водопро­водной трубы всегда медленнее, чем посередине. Непо­средственно прилегающий к стенкам слой воды совсем не движется - он прилипает к стенкам. При очень медлен­ном течении, когда слои текущей воды не перемеши - ваются, слой, текущий рядом с прилипшим, скользит от­носительно него и должен преодолевать действующие между ними силы трения. Следующий далее слой сколь-

Зит по второму, и между ними также действуют силы трения и т. д.

Таким образом, силы внутреннего трения тормозят течение воды в трубе.

Несколько иначе обстоит дело при больших скоро­стях, например, при движении самолёта в воздухе или подводной лодки в море. В этих случаях из-за вяз­кого трения воздуха или воды возникает новая си­ла, направленная навстречу движению и препятствую­щая ему.

Это - так называемое сопротивление давле­ния. Оно во многих случаях оказывается значительно больше порождающего его вязкого трения. Но так как обе эти силы (вязкое трение и сопротивление давления) тормозят движение и всегда растут с увеличением его скорости, то их часто не различают, а рассматривают вместе, и сумму этих сил, т. е. полную силу, тормозя­щую тело, называют просто силой сопротивле­ния среды. Трение, обусловленное вязкостью жидко­сти или газа, называют жидким в отличие от тре­ния скольжения, качения, а также трения покоя, которые называются сухим трением, так как они возникают при соприкосновении твёрдых предметов.

«Приложение 2»

Приложение 2

Вариант 1

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

Трения … тяжести;

Упругости … трения;

Трения … упругости;

Тяжести … трения

Совпадает ли сила трения с направлением скорости движения тела?

Совпадает с направление скорости;

Направлена в сторону, противоположную скорости.

При равных нагрузках сила трения скольжения всегда … силе (силы) трения качения.

3. Трактор при вспашке земли, двигаясь равномерно, развил силу тяги 15 кН. Чему равна сила сопротивления почвы?

Вариант 2

Два биллиардных шара, столкнувшись, отталкиваются друг от друга за счет силы …, а затем останавливаются за счет силы…

Трения …тяжести;

Упругости … трения;

Трения … упругости;

Упругости … тяжести.

На рисунке изображены силы, действующие на движущийся брусок. Какая из указанных сил – сила трения?

Для равномерного движения бруска (см. рис.) необходимо, чтобы сила 1 была … силы (силе) 3.

3. Электровоз, двигаясь равномерно, тянет состав силой 150 кН. Чему равна сила сопротивления (трения)?

150 кН; 2. 30 кН; 3. 15кН; 4. 120 кН; 5. 300кН.

Просмотр содержимого документа
«Трение в природе и технике»

X межмуниципальный конкурс «Мой мультимедийный урок»

(2016-2017 учебный год)

Трение в природе и технике

7 класс

(Е.М. Гутник, А.В. Перышкин (Программы для общеобразовательных учреждений. Физика. Астрономия.7-11 кл./ сост. Е.Н. Тихонова М.: Дрофа, 2013.))

Дзюрич Елена Алексеевна

учитель физики муниципального

общеобразовательного учреждения «Средняя

общеобразовательная школа с. Агафоновка

Питерского района Саратовской области»

e .dzyurich @yandex .ru

Аннотация

Урок физики в 7 классе. Урок объяснения нового материала и комплексного применения знаний. Рассказывается о способах уменьшения и увеличения силы трения. Показывается роль силы трения в природе и технике. На данном уроке отрабатываются навыки решения качественных задач. Расширяется кругозор обучающихся по предмету. Предложенные задачи помогают школьникам лучше узнать и полюбить предмет, увидеть проявление физики в повседневной жизни.

Тема урока. Трение в природе и технике.

Цель:
- расширение и уточнение знания о природе силы трения и способах её изменения, выяснение важности силы трения в природе и технике, оптимизация психоэмоционального состояния школьников на уроке
Задачи:
Образовательные:
- показать значение силы трения в жизни человека, быту, технике;
- познакомить учащихся со способами изменения силы трения.
Развивающие:
- формировать умения применять знания в нестандартных ситуациях;
- создать условия для развития мышления; способностей учащихся к анализу;
- способствовать развитию воображения, образного и логического мышления, развивать умение анализировать факты, развивать наблюдательность, память;
- формировать умение систематизировать информацию, находить требуемую информацию в различных источниках, формировать умения и навыки работы с научно-популярной и дополнительной литературой.
Воспитательные:
- развивать мотивацию изучения физики, используя интересные сведения, умение видеть физику вокруг себя;
- активизировать деятельность учащихся, снизить уровень тревожности при умственном напряжении, способствовать сохранению психического, физического, духовного здоровья школьников;
- воспитывать у детей отношения к ПК, как к инструменту, предназначенному для работы, учить методу проектирования.

Тип урока. Урок изучения и обобщения материала

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация к уроку (Приложение 1), карточки-тесты по теме «Сила трения» (Приложение 2).

Ход урока.

Организационный момент. Формулирование целей урока.

Самостоятельная работа.

Объяснение нового материала

Решение качественных задач.

Подведение итогов урока.

Домашнее задание. (слайд 20)

Литература

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений-9-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2010. – 192 с.: ил.

2. Тихомирова С.А. Физика в загадках, пословицах, сказках, полэзии, прозе и анекдотах: пособие для учащихся и учителей /С.А. Тихомирова. – М.: Мнемозина, 2008. -152 с.: ил.

Просмотр содержимого презентации
«приложение 1»

МОУ «СОШ с. Агафоновка Питерского района Саратовской области»

Учитель физики: Дзюрич Елена Алексеевна

Ответы к тесту

№ варианта

1 задание

2 задание

3 задание

4 задание

Основополагающий вопрос:

Трение - полезно или вредно?

• Какие понятия мы повторили?
• Что нового узнали на уроке?
• Чем запомнился вам урок?
• Оцените свою работу на уроке.

• §32, подобрать 3,4 пословицы на тему «Сила трения»
• По желанию подготовить презентацию или буклет по теме «Трение в природе и технике».

• http://rud.exdat.com/pars_docs/tw_refs/578/577016/577016_html_347b626a.png
• http://im7-tub-ru.yandex.net/i?id=140373743-49-72&n=21
• http://im4-tub-ru.yandex.net/i?id=137823746-29-72&n=21
• http://bm.img.com.ua/img/prikol/images/large/5/1/172615_344014.jpg
• http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=510769990-30-72&n=21
• http://im1-tub-ru.yandex.net/i?id=251028368-50-72&n=21
• http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=226509706-35-72&n=21
• http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=144812129-13-72&n=21
• http://im7-tub-ru.yandex.net/i?id=274105974-05-72&n=21

• http://im7-tub-ru.yandex.net/i?id=711459-24-72&n=21
• http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=92987697-35-72&n=21
• http://im1-tub-ru.yandex.net/i?id=427068993-31-72&n=21
• http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=575017404-42-72&n=21
• http://www.price-list.kiev.ua/img/board_files/04_02_2011/e40259020851dfbb12386098cd44631a.jpg
• http://class-fizika.narod.ru/vid.htm

Тема: Трение в природе и технике.

Цель урока:

1. Обучающая

Выяснить какое важное значение имеют силы трения в окружающей жизни, технике; какими способами можно увеличить и уменьшить трение.

2. Развивающая

Формировать у учащихся умение пользоваться учебно - популярной и справочной литературой; проявлять творческие способности.

3. Воспитательная

Воспитывать трудолюбие, точность и четкость при ответе; умение видеть физику вокруг себя.

Ход урока.

Мотивация урока.

Учитель: Сегодня на уроке мы должны выяснить: трение союзник или враг человека.

I. Доклады о трении

Доклады подготовлены учениками заранее.

1. Трение и движение (скольжение и качение).

2. Трение и покой.

3. Жидкое трение (смазка).

4. Почему возникает трение (причины трения)?

5. Скользить и катиться. (Рассказ о подшипниках; качения и скольжения).

II. Кто лучше?

Учащиеся отвечают на вопросы по желанию, подняв руку.

1. Почему любое тело, приведенное в движение, в конце концов, останавливается?

Ответ: На движущееся тело действует сила трения скольжения, которая направлена против движения и уменьшает скорость тела.

2. Как измеряют силу трения скольжения?

Ответ: К телу прикрепляют динамометр и перемещают тело равномерно. Показания динамометра (сила упругости пружины) равны силе трения скольжения.

3. Зачем для передвижения тяжелого груза под него кладут катки?

Ответ: В данном случае заменяют силу трения скольжения силой трения качения, которая значительно меньше.

4. Какими способами можно уменьшить трение?

Ответ: Смазка уменьшает трение, и заменить скольжение тела качением. Сила трения качения меньше силы трения скольжения.

5. Как увеличить трение?

Ответ: Сделать поверхность неровной (шероховатой) или увеличить силу давления.

6. Почему труднее санки сдвинуть с места, чем их везти?

Ответ: Сила трения покоя при трогании с места санок больше силы трения скольжения.

7. Для чего иголки тщательно полируют?

Ответ: Гладкая отполированная поверхность иголки имеет меньшую силу трения скольжения и ею легче шить.

8. Какую роль играет слюна при глотании пищи?

Ответ: Роль смазки, уменьшается трение и легче глотать.

9. Почему мел оставляет след на классной доске?

Ответ: Когда прижимают мел к доске, создают большую силу трения, которая и отрывает частички мела - возникает след на доске.

10. Для чего "разводят" пилы, т.е. соседние зубья, наклоняют в противоположные стороны?

Ответ: При разведенной пиле пропил имеет ширину, большую толщины полотна пилы. Это уменьшает трение движущейся пилы о стенки пропила.

11. У автомобиля повышенной проходимости при движении по плохим дорогам обе оси могут работать как ведущие. При движении же по хорошим дорогам у этих автомобилей, как и у обычных, в качестве ведущей применяют только заднюю ось. Почему проходимость автомобиля увеличивается, когда обе оси делают ведущими?

Ответ: При вращении ведущей оси между колесами и грузом возникает сила трения покоя, толкающая автомобиль. Чем больше ведущих осей, тем больше сила, действующая на автомобиль.

12. Дайте физическое обоснование пословице: " Коси коса, пока роса, роса долой, и мы домой" Почему при росе легче косить?

Ответ: Роса увеличивает массу стебля. Поэтому при ударе косой он в меньшей степени изгибается, и коса срезает его. Роса создает смазку и уменьшает силу трения, когда при обратном движении косы она скользит по траве.

13. Почему осенью около трамвайных путей, проходящих в районе парков, бульваров, садов, вывешивают надписи " Осторожно листопад!"

Ответ: Потому что лист на рельсах уменьшает трение и может помешать торможению.

14. Почему колеса порожней автомашины буксуют больше, чем колеса груженой?

Ответ: У груженой машины вес больше и больше сила давлении на дорогу, поэтому сила трения увеличивается и машина не пробуксовывает.

15. По заявлению членов экипажа " Апполон - 12 " Ч.Конрода и А.Бина, по Луне легко ходить, но они часто теряли равновесие, так как даже при легком наклоне вперед можно упасть. Объясните явление.

Ответ: Устойчивость ходьбы человека определяется силой трения между подошвой обуви и почвой. Поскольку сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле, то там при ходьбе возникала и малая сила трения.

III. Практические задания

(экспериментальные задачи.)

Сравнить силу трения покоя, скольжения, качания и вес тела. Оборудование: динамометр, 2 груза, брусок деревянный, 2 круглых карандаша (палочки).

IV. Заслушивание сказок учащихся.

А теперь представим себе мир без трения.

Например:

" Приключения Ивана-дурака. "(Травматология)

Однажды Иван–дурак получил двойку по физике. Они как раз проходили тему " Сила трения ".

Придя домой, закинув учебник по физике в дальний угол, он с ненавистью подумал: "Пропади ты пропадом, сила трения ".

И вдруг он поскользнулся и упал на ровном месте, попытался встать, ухватившись за ножку стула. Стул с легкостью выскочил из его рук и, отлетев в сторону, опрокинул этажерку с книгами. В комнате начался кавардак. Предметы слетали со своих мест и, кружась по комнате, сталкивались и разлетались в разные стороны. Из дальнего угла, размахивая страницами, вылетел учебник физики. Комната была похожа на космический корабль, находящийся в невесомости. Иван-дурак, собравшись с силами, попытался поймать учебник. Вдруг его осенило: по его желанию исчезла сила трения. Наконец он ухватил учебник физики, на лету открыл заданную страницу и прочитал параграф и понял, какое огромное значение имеет сила трения в жизни. Благодаря силе трения по улицам ездят автобусы, ходят люди и животные, лыжники скользят по снегу, фигуристы катаются на льду, предметы стоят на своих местах.

Вдруг в комнате все встало на свои места. Сила трения возобновила свое действие. С этого дня Иван перестал быть дураком и стал серьезно заниматься физикой.

Подведение итогов:

А теперь подведем итоги и оценим трение по заслугам. Конечно, только 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 (сухого и жидкого), 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 какие законы им управляют.

а) Чем больше давление между соприкасающимися поверхностями, тем больше сила трения покоя.

б) Во сколько раз увеличивается давление, во столько раз увеличивается трение покоя.

в) Величина силы трения зависит от рода трущихся поверхностей.

г) Сила трения качения меньше силы трения скольжения.

д) Смазка уменьшает трение.

Дома: повторить п. 30 - 32

Литература:

1.Буров и др. " Фронтальные экспериментальные задания по физике ", Просвещение, 1981 г.