МОУ Б.Терсенская средняя общеобразовательная школа Уренского района Нижегородской области Презентация От имени учащегося. Издательство “Просвещение”, 1975г I. Гипотеза. II. Цели. III. Природа силы трения. IV. Применение силы трения в технике. V. Законы трения. VI. Нет худа без добра (вред и польза нашли своё место). VII.Сколько людей, столько и мнений. VIII.Вывод. Сила трения приносит и вред, и пользу. Важно, что человек нашёл этим крайностям достойное применение. I. Рассмотреть природу силы трения. II. Изучить её практическое применение. III. Сделать вывод. Силы трения возникают благодаря существованию сил взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел. Последние обусловлены взаимодействием электрических зарядов, которыми обладают частицы, входящие в состав атомов. Сила трения качения покоя скольжения F,H Законы трения были открыты в XVIIXVIII вв. французскими учёными Амонтоном и Кулоном: 1. Сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления тела на поверхность, по которой оно движется. 2. Сила трения не зависит от площади контакта между трущимися поверхностями. 3. Коэффициент трения зависит от свойств трущихся поверхностей. 4. Сила трения не зависит от скорости движения тела. Зависимость силы трения от нормального давления 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 1 2 N,H 3 Транспорт на полозьях и на воздушной подушке; Транспорт на катках и колёсах; Самодвижущиеся колёсные экипажи; Машины на гусеничном ходу; Самолёты и планеры. . Издательство “Просвещение”, 1975г Издательство “Просвещение”, 1975г. . Издательство “Просвещение”, 1975г Трение в жизни человека, в быту и технике выполняет двойственную роль: Трение широко используется в процессах заточки инструментов, шлифовки, полировки. Трение обеспечивает скрепление различных материалов, деталей инструментов. Болты с гайками, гвозди, шурупы, клинья скрепляют части конструкций силой трения. Следствием трения являются: износ трущихся поверхностей различных деталей машин и сооружений; затрата энергии на преодоление сил трения, что снижает КПД машин, станков и других технических устройств. Но! Человек научился использовать и плюсы, и минусы силы трения. Среди жителей нашей деревни был проведён опрос: что такое сила трения и каково её значение для жизни и деятельности человека? 15% ответили, что изучали это когдато, но забыли. 25% помнят виды трения, но затрудняются рассказать о значении силы трения. 30% объяснили значение силы трения для жизни человека. 3% знают о силе трения всё. 10% смогли привести примеры трения. 17% уклонились от ответа. 15 25 30 10 17 3 Социальный опрос по теме 3% 17% 15% 10% 25% 30% На вопрос: “ Вред или польза от силы трения”, отвечали однозначно “Наверное, вред “. “Нет худа без добра, а добра без худа”, гласит русская пословица. Сила трения по своей природе мешает движению. Но тем не менее человек не смог бы передвигаться без существования силы трения покоя. Приведённые в данной презентации примеры практического использования трения дают ответ на поставленный мной вопрос. Сила трения приносит пользу человеку.
Сила трения встречается буквально на каждом шагу. Но знают ли люди, зачем она нужна? В чем вред и польза силы трения? Попробуем разобраться.
На земные объекты действует несколько сил, которые тесно взаимосвязаны между собой и влияют на жизнедеятельность тел. Прежде всего, это сила тяжести, упругости (внутреннее сопротивление тел в ответ на смещение их молекул) и реакции опоры. Но есть еще она очень важная физическая величина, называемая силой трения. Она в отличие от силы тяготения и упругости не зависит от расположения тел. При ее изучении действуют иные законы: коэффициент трения скольжения и сила реакции опоры. Например, если понадобится сдвинуть тяжеловесный шкаф, то с первой же минуты станет понятно, что сделать это непросто. Кроме того, при выполнении данной задачи присутствуют определенные помехи. Что же препятствует усилиям, приложенным к шкафу? А мешает этому не что иное, как сила трения, принцип действия которой изучают еще в школе. Курс физики за 7 класс подробно рассказывает об этом явлении.
В чем состоит вред и польза силы трения любого типа? Разумеется, приведенные примеры несколько утрированы – в жизни все немного сложнее. Однако несмотря на то, что сила трения имеет очевидные минусы, создающие ряд сложностей в жизни, ясно, что без нее проблем было бы гораздо больше. Поэтому у данной величины есть свои недостатки и преимущества.
Среди примеров вреда этой силы на одном из первых мест стоит проблема перемещения тяжеловесных грузов, быстрого изнашивания любимых вещей, а также невозможности создать вечный двигатель, поскольку из-за трения любое движение рано или поздно прекращается, требуя стороннего вмешательства.
Среди примеров полезности этой силы то, что мы можем спокойно ходить по земле, не поскальзываясь на каждом шагу, наша одежда прочно сидит и мгновенно не приходит в негодность, поскольку нити ткани удерживаются благодаря трению. Кроме того, люди используют принцип действия этой силы, посыпая скользкие дороги, из-за чего удается избежать множества аварий и травм.
Человечество научилось взаимодействовать с данной физической величиной, увеличивая и уменьшая ее в зависимости от поставленных целей. Наша непосредственная задача – попытаться использовать ее максимально эффективно.
С ней люди сталкиваются очень часто. Польза трения в том, что мы бы и шагу ступить не смогли, не будь этой физической величины. Именно она удерживает нашу обувь на той поверхности, куда мы ступаем. Каждый из нас ходил по очень скользким поверхностям, например, по льду, и не понаслышке знает, что это очень тяжело. Почему так происходит? Прежде чем рассказать о том, в чем вред и польза силы трения, определимся с тем, что это такое.
Силой трения называется взаимодействие двух тел, возникающее в месте их соприкосновения и препятствующее их движению относительно друг друга. Различают несколько видов трения – покоя, скольжения и качения.
Первая из причин заключается в неизменной шероховатости поверхностей. Именно этот показатель влияет на то, какой вид силы трения будет иметь место. Если речь идет о гладких поверхностях, например, о покрытой металлом крыше или о ледяных участках, то их шероховатость почти не видна, однако это не значит, что ее нет – она присутствует на микроскопическом уровне. В этом случае будет действовать сила трения скольжения. Но если говорить о шкафе, стоящем на ковре, то здесь шероховатости двух объектов будут значительно препятствовать взаимному движению. Второй причиной является электромагнитное молекулярное отталкивание, которое происходит в месте контакта объектов.
Что происходит в случае, когда мы пытаемся сдвинуть с места шкаф, однако нам не удается переместить его ни на сантиметр. Что удерживает предмет на одном месте? Это сила трения покоя. Дело в том, что приложенные усилия компенсируются силой сухого трения, возникающей между шкафом и полом.
Именно сила трения покоя не дает самостоятельно развязаться шнуркам на наших ботинках, выпасть гвоздю, который мы только что вбили в стену, удерживает на месте шкаф. Без нее было бы невозможно передвигаться по земной поверхности ни людям, ни животным, ни автомобилям. Вред трения также присутствует. Он бывает в довольно глобальных масштабах, например, сила трения покоя может привести к деформации обшивки кораблей.
Для того чтобы передвинуть шкаф, необходимо приложить к нему силу, которая превзойдет трение. То есть до тех пор, пока применяемые усилия меньше показателя силы трения, мебель останется на месте. Помимо указанных факторов, есть еще сила реакции опоры, которая направленна перпендикулярно плоскости. Она зависит от материала, из которого сделан пол (здесь задействована также сила упругости). Также существует коэффициент трения, зависящий от того, из чего состоят обе поверхности, взаимодействующие друг с другом. Поэтому сила трения, действующая на шкаф, равняется коэффициенту трения, который умножается на силу реакции опоры (поверхности).
Итак, чтобы пересилить трение, мы попросили кого-нибудь нам помочь сдвинуть шкаф с места. Что мы обнаружили? Что после того, как мы приложили силу, которая превысила силу трения покоя, шкаф не только сместился, но и некоторое время продолжал двигаться в необходимую сторону, разумеется, с нашей помощью. А потраченные усилия были примерно одинаковы в течение всего пути. В этом случае нам препятствовала сила трения скольжения, направленная в противоположную от приложенного воздействия сторону. Стоит заметить, что ее сопротивление гораздо ниже, нежели у силы трения покоя. Чтобы снизить этот показатель, при необходимости применяются различные смазочные материалы.
Если мы вспомним, что когда-нибудь придется двигать шкаф обратно, то решим оснастить его колесиками. В этом случае возникающее взаимодействие будет называться трением качения, поскольку предмет уже будет не скользить, а катиться по поверхности. Катящиеся колесики будут немного вдавливаться в ковер, образовывая бугорок, который нам необходимо будет преодолеть. Этим и обуславливается сила трения качения. Разумеется, если мы покатим шкаф не по ковру, а, например, по паркету, то переместить его будет еще легче, за счет того, что поверхность паркета тверже поверхности ковра. По той же причине велосипедистам ехать по шоссе куда проще, чем по пляжу с мелким песком.
Не идётся - только едется,
Потому что - гололедица,
Но зато отлично падается!
Почему ж никто не радуется?
Такой наивный детский стишок на первый взгляд – а как много содержит он, если взглянуть на него с физической точки зрения! Ведь именно в нём заключена система противоречивого отношения к пресловутой силе трения. Этот постоянный бой, где соперничают между собой два понятия - вред и польза силы трения, никогда не будет иметь победителя. Ведь то, что одному человеку удобно и выгодно, другому часто бывает совсем даже наоборот – плохо, как в этом стихотворении.
Помните рассказ Николая Носова про ледяную горку, которую строили ребята во дворе? А когда они все ушли обедать, вышел тот, который в строительстве не участвовал. Попытался он забраться на неё, да только ушибся, но забраться так и не смог. И догадался малыш посыпать лёд песком – стало очень удобно забираться на самый верх даже по льду! Так, усилив при помощи песка силу трения между скользким льдом и подошвой, мальчик понял, что польза трения позволяет преодолевать препятствия.
Но вот после обеда вышли ребятишки с ледянками, чтобы вволю накататься на своей горке. Ан не тут-то было: не едут санки по песку! Для них эта ситуация повернулась другой стороной, показав вред трения.
Подобные случаи мы наблюдаем зимой, когда мальчишки раскатывают ледяные дорожки и несутся с разбегу по ним, преодолевая расстояние за считанные минуты! А следом ковыляют пожилые люди, поскальзываются на припорошенных снежком накатах и падают, ломая руки и ноги. Вот вам опять наглядные примеры, где в одном и том же случае соседствуют и вред, и польза силы трения.
Именно для уменьшения силы трения лыжники смазывают свои лыжи специальными мазями, чтобы увеличить скорость при движении. Катки, на которых занимаются конькобежцы либо фигуристы, периодически поливают водой и очищают – тоже для уменьшения силы трения. А пешеходные дорожки, напротив, посыпают песком или золой, чтобы никто на них не падал. Некоторые изобретатели–рационализаторы придумали даже приклеивать к подошвам зимних ботинок и сапог кусочки наждачной бумаги как раз с целью увеличения силы трения.
То же самое происходит и с колёсами машин. Ведь не секрет, что с наступлением зимы, водители «обувают» своих железных коней в специальную «зимнюю резину». А иначе без полезной силы трении увеличивается тормозной путь, происходит занос машины при поворотах, она юзит, и часто водитель плохо справляется с управлением. А чем кончаются аварии, каждый знает и сам.
Что-то мы всё про зиму, да про лёд, да про падения. А есть ли другие моменты в обыденной жизни, где наглядно можно увидеть, как соревнуются между собой вред и польза силы трения? Конечно, есть! Они повсюду. Даже в нашей с вами комнате.
Вот, например, огромный и тяжёлый шифоньер. Стоит себе, как вкопанный, и не двигается. А если бы вдруг исчезла сила трения, что тогда могло бы произойти? А поехала бы эта громадина от самого лёгкого толчка по комнате! И ещё неизвестно, смогли бы мы успеть увернуться от неё. Хорошая сила трения, полезная!
Но вот мама решила переставить мебель. И нужно передвинуть этот пресловутый шкафище к другой стене. Раз – два, взяли! Три – четыре, поднапряглись! Только всё оказывается бесполезно: чем тяжелее предмет, тем крепче держится за него сила трения. Ужасная, противная силища!
Опять соперничают они между собой – вред и польза силы трения. А не нужно никакого соперничества! Надо просто хорошо знать физические законы и уметь извлекать из этих знаний практическую пользу. Не нужна в данный момент сила трения? Значит, следует её уменьшить: сделать соприкасающиеся поверхности более гладкими, скользкими. Кто-то для этого советует намазать пол мылом либо маслом, кто-то подкладывает под ножки тяжёлого предмета мокрую тряпку. И вот уже – раз – два – и готово! Сдвинули довольно легко этакую махину с места.
Сила трения постоянно сопутствует нам на протяжении всей жизни, так же, как сила тяжести. Где-то она создаёт нам неудобство, а где-то без неё никак не обойтись. Но как бы то ни было, она существует, и наша задача – научиться пользоваться физическими законами так, чтобы жизнь наша становилась удобнее и комфортнее.
Что такое трение? Трение - процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде. По-другому называется фрикционным взаимодействием. Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией. Трение главным образом имеет электронную природу при условии, что вещество находится в нормальном состоянии. В сверхпроводящем состоянии вдалеке от критической температуры основным «источником» трения являются фононы, а коэффициент трения может уменьшиться в несколько раз.
Сила трения Сила трения - это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей. Сила трения зависит от материала трущихся поверхностей и от того, насколько сильно эти поверхности прижаты друг к другу.
Разновидности силы трения При наличии относительного движения двух контактирующих тел силы трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на:
Трение скольжения Сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.
Трение качения Момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого.
Трение покоя Сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микро перемещениях контактирующих тел.
Характер фрикционного взаимодействия В физике взаимодействие трения принято разделять на: Сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками; Граничное, когда в области контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и так далее) - наиболее распространённый случай при трении скольжения. Смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения; 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; Эластогидродинамическое (вязкоупругое), когда решающее значение имеет внутреннее трение в смазывающем материале. Возникает при увеличении относительных скоростей перемещения.
Вред трения в технике и природе В большинстве традиционных механизмов (ДВС, автомобили, зубчатые шестерни и пр.) трение играет отрицательную роль, уменьшая КПД механизма. Для уменьшения силы трения используются различные натуральные и синтетические масла и смазки. В современных механизмах для этой цели используется также напыление покрытий (тонких плёнок) на детали; Проблема перемещения больших грузов; Проблема изнашивания трущихся поверхностей, а также невозможность создания вечного двигателя, так как из-за трения любое движение рано или поздно останавливается, требуя постоянного стороннего воздействия; Получение ушибов и ссадин в результате трения о твёрдую поверхность; Расходуется много горючего.
Вред трения в технике и природе
Польза трения в технике и природе Лианы, хмель, горох, бобы и другие вьющиеся растения благодаря трению могут цепляться за находящиеся поблизости опоры, удерживаются на них и тянутся к свету; Чтобы увеличить сцепление с грунтом, стволами деревьев, на конечностях животных имеется целый ряд различных приспособлений: когти, острые края копыт, подковные шипы, тело пресмыкающихся покрыто бугорками и чешуйками; Автомобиль может тормозить; Человек может ходить по земле; Одежда не разваливается, так как нитки в ткани удерживаются; Приводит в движение детали различных механизмов, которое в дальнейшем приводит к движению самих этих механизмов и машин (генератор, конвейер предприятия, станок, движущая машина и др.)
Польза трения в технике и природе
Вывод Сила трения играет огромную роль не только в технике, но и в живой природе. Без силы трения животные и люди не смогли бы передвигаться, а растения не смогли бы распространять семена. Без силы трения вся живая природа не смогла бы существовать.
Вред и польза силы трения?
Если вы попробуйте сдвинуть тяжелый шкаф,полный вещей,то как-то сразу станет понятно,что не так просто,и что-то явно мешает благому делу наведения порядка. И мешать движению будет не то что иное,как работа силы трения,которую изучают в курсе физики седьмого класса. С трением мы сталкиваемся на каждом шагу.В прямом смысле этого слова. Вернее было бы,сказать что без трения мы и шагу ступить не можем,так как именно силы трения удерживают наши ноги на поверхности. Любой из нас знает,что такое ходить по очень скользкой поверхности-по льду,если этот процесс вообще можно назвать ходьбой.То есть,мы сразу видим очевидные плюсы силы трения.Однако,прежде чем говорить о пользе или вреде сил трения,рассмотрим для,начала,что такое сила трения в физике. Взаимодействие, которое возникает в месте соприкосновения двух тел и препятствует их относительному движению, называют трением. А силу, которая характеризует это взаимодействие, называют силой трения.
Похожие вопросы
Сила трения: польза и вред
Представьте, что вы случайно уронили флешкарту за шкаф. А эта флешкарта нам очень-очень нужна, так как там наш доклад по физике. Если вы попробуете сдвинуть тяжелый шкаф, то это не так легко и флешкарту мы так и не достали.
И препятствовать движению будет не что иное, как работа силы трения.
Сила трения в физике и ее виды
Взаимодействие, которое возникает в месте соприкосновения двух тел и препятствует их относительному движению, именуют трением . А силу, которая характеризует это взаимодействие, именуют силой трения.
Различают три вида трения: трение скольжения, трение покоя и трение качения.
Сила т
рение покоя
Когда мы пытаемся сдвинуть очень тяжелый предмет с места, у нас это может не всегда получится. Что удерживает тяжелый предмет на месте? Сила трения покоя. Именно поэтому мы не можем сдвинуть тяжелый шкаф или коробку.
Трение покоя удерживает вбитые в стену гвозди, мешает самостоятельно развязываться бантикам. Трение покоя держит на месте "наш" шкаф, который будет стоять. если мы облакотимся на него. Даже не хочется представлять, что было бы если бы силы трения покоя не существовало и за шкафом спал наш любимый щенок Антошка?
Сила трение скольжения
Вернемся к нашему шкафу. Мы позвали на помощь своего одноклассника, чтобы сдвинуть шкаф вдвоем.
Что мы обнаружили, кроме нашей флешкарты и пыли?
Что, когда мы приложили силу, превышающую силу трения покоя, шкаф не просто сдвинулся с места, но и продолжил двигаться дальше, до нужного нам места. А потом шкаф остановился, так как ему мешала сила трения скольжения.
Сможем ли мы ездить на лыжах зимой? А летом?
Ответ найден - в вышеперечисленных примерах в изменении скорости движения учавствует сила трения скольжения.
Сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную приложенному воздействию. Это свойство совпадает с силой трения покоя, которая также направлена в противоположную сторону.
Сила т
рение качения
Если же одно тело не скользит, а катится по поверхности другого, то трение, возникающее при этом, именуют трением качения. Сила трения качения проявляется при движении колес вагона, кареты, при перекатывании бревен или бочек по траве или по другой поверхности.
Чем тверже поверхность соприкосновения, тем меньше трение качения. Именно поэтому ехать по шоссейной дороге намного легче, чем по песчаной. Вспомните: можно ли проехать на велосипеде по песчаному пляжу?
Причины возникновения сил трения тела
Первая причина – это шероховатость поверхности соприкасающихся тел. Мы все играли в детские машинки, и чтобы машинка проехала дальше мы указывали ей путь на полу, а не на ковре.
Шерховатости есть везда. Эти шероховатости и неровности цепляются друг за друга и мешают движению.
Вторая причина – это взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. (Читатели сайта "Спиши у Антошки" уже прочитали "Взаимное притяжение и отталкивание молекул ")
Однако, вторая причина обнаруживается, в основном, лишь в случае очень хорошо отполированных тел. А так как таких тел в быту очень мало, то в основном мы имеем дело с первой причиной возникновения сил трения. И в таком случае, чтобы уменьшить силу трения, нужно уменьшить шерховатость поверхности соприкасающихся тел. А для этого часто применяют смазку. Смазка представляет собой жидкое тело, а молекулы жидкости обладают меньшим притяжением и отталкиванием, чем молекулы твердых тел, поэтому и трение слоев жидкости меньше, чем твердых поверхностей.
Мы смазываем лыжи или используем различные масла для замочных механизмов.
Польза и вред силы трения
Примерами полезных сторон сил трения можно именовать то, что мы можем ходить по земле, что выходя с катка на резиновый коврик, мы можем дойти до лавочки и не упасть.
Ну а вредом силы трения является проблема перемещения больших грузов, проблема изнашивания колес велосипеда или подошвы любимых кроссовок.
Нельзя однозначно сказать - хорошо или плохо, что лед скользкий. Если мы играем в хоккей, то скользкий лед без шершавости это ХОРОШО, а вот когда мы спешим в школу, то отсутствие шершавостей - это уже ПЛОХО.
Люди научились приспосабливаться и уменьшать, либо увеличивать силы трения, в зависимости от необходимости.
Если вы хотите что-нибудь добавить на сайт "Спиши у Антошки", или у вас остались вопросы после прочтения материала, напишите мне - info@сайт я с радостью нацарапаю вам ответ лапкой.
