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.
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.
В окружающем нас мире существует множество физических явлений: гром и молния, дождь и град, электрический ток, трение… Именно трению и посвящён наш сегодняшний доклад. Почему возникает трение, на что влияет, от чего зависит сила трения? И, наконец, трение - это друг или враг?
Немного разбежавшись, можно лихо прокатиться по ледяной дорожке. Но попробуйте сделать это на обычном асфальте. Впрочем, и пробовать не стоит. Ничего не получится. Виновницей вашей неудачи станет очень большая сила трения. По этой же причине сложно сдвинуть с места массивный стол или, скажем, пианино.
В месте соприкосновения двух тел всегда возникает взаимодействие, которое препятствует движению одного тела по поверхности другого. Его и называют трением. А величину этого взаимодействия - силой трения.
Представим себе, что вам надо передвинуть тяжелый шкаф. Вашей силы явно не хватает. Увеличим «сдвигающую» силу. Одновременно увеличивается и сила трения покоя. И направлена она в сторону противоположную движения шкафа. Наконец, «сдвигающая» сила «побеждает» и шкаф трогается с места. Теперь в свои права вступает сила трения скольжения. Но она меньше силы трения покоя и дальше шкаф передвигать значительно легче.
Вам, конечно, приходилось наблюдать, как 2-3 человека откатывают в сторону тяжелый автомобиль с внезапно заглохшим двигателем. Люди, толкающие автомобиль, никакие не силачи, просто на колеса автомобиля действует сила трения качения. Этот вид трения возникает при перекатывании одного тела по поверхности другого. Может катиться шарик, круглый или гранёный карандаш, колеса железнодорожного состава и т. д. Этот вид трения гораздо меньше силы трения скольжения. Поэтому совсем легко передвигать тяжелую мебель, если она снабжена колёсиками.
Но, и в этом случае сила трения направлена против движения тела, следовательно, уменьшает скорость тела. Если бы не её «вредный характер», разогнавшись на велосипеде или роликах, можно было бы наслаждаться ездой бесконечно долго. По этой же причине автомобиль с выключенным двигателем ещё какое-то время будет двигаться по инерции, а затем остановится.
Итак, запоминаем, различают 3 вида сил трения:
Быстрота изменения скорости называется ускорением. Но, поскольку, сила трения замедляет движение, то это ускорение будет со знаком «минус». Правильно будет сказать, под действием трения тело движется с замедлением.
Если рассмотреть гладкую поверхность полированного стола или льда через лупу (увеличительное стекло), то вы увидите крохотные шероховатости, за которые и цепляется тело, скользящее или катящееся по его поверхности. Ведь подобные выступы есть и у тела, движущегося по этим поверхностям.
В точках соприкосновения молекулы настолько сближаются, что начинают притягиваться друг к другу. Но тело продолжает движение, атомы удаляются друг от друга, сцепки между ними рвутся. Это приводит в колебание освободившиеся от притяжения атомы. Примерно так, как колеблется освобожденная от растяжения пружина. Мы же воспринимаем эти колебания молекул как нагревание. Вот почему трение всегда сопровождается повышением температуры соприкасающихся поверхностей.
Значит, существуют две причины, вызывающие это явление:
Вероятно, вам приходилось замечать, резкое торможение санок, если они съезжают на участок, посыпанный песком. И ещё одно интересное наблюдение, когда на санках находится один человек, они проделают, съехав с горки, один путь. А если двое друзей будут съезжать вместе, санки остановятся быстрее. Следовательно, сила трения:
Замечательная наука физика еще и тем хороша, что многие зависимости можно выразить не только словами, но и в виде специальных знаков (формул). Для силы трения это выглядит так:
Fтр = kN где:
Fтр - сила трения.
k - коэффициент трения, который отражает зависимость силы трения от материала и чистоты его обработки. Скажем, если металл катится по металлу k=0,18, если вы мчитесь на коньках по льду k= 0,02 (коэффициент трения всегда меньше единицы);
N - это сила, действующая на опору. Если тело находится на горизонтальной поверхности, эта сила равна весу тела. Для наклонной плоскости она меньше веса и зависит от угла наклона. Чем круче горка, тем легче с нее скатиться и дольше можно проехать.
А, высчитав по этой формуле силу трения покоя шкафа, мы узнаем какую силу нужно приложить, чтобы сдвинуть его с места.
Если на тело действует сила, под действием которой тело перемещается, то всегда совершается работа. У работы силы трения свои особенности: ведь она не вызывает движение, а препятствует ему. Поэтому, совершаемая ею работа, всегда будет отрицательной, т.е. со знаком «минус», в какую бы сторону не двигалось тело.
Силы трения сопровождают нас повсюду, принося ощутимый вред и… огромную пользу. Вообразим, что исчезло трение. Изумленный наблюдатель увидел бы: как рушатся горы, сами по себе выкорчевываются из земли деревья, ураганные ветры и морские волны бесконечно властвуют над землей. Все тела сползают куда-то вниз, транспорт разваливается на отдельные детали, поскольку болты без трения не выполняют свою роль, невидимый безобразник развязал бы все шнурки и узлы, мебель, не удерживаемая силами трения, сползла в самый низкий угол комнаты.
Попытаемся убежать, спастись от этого хаоса, но без трения не сможем сделать, ни шагу. Ведь именно трение помогает нам при ходьбе отталкиваться от земли. Теперь понятно, почему зимой скользкие дороги посыпают песком….
И в то же время иногда трение наносит значительный вред. Люди научились уменьшать и увеличивать трение, извлекая из него огромную пользу. Например, для перетаскивания тяжелых грузов придумали колеса, заменив трение скольжение - качением, которое, значительно меньше трения скольжения.
Потому, что катящемуся телу не приходится цеплять множество мелких неровностей поверхности, как при скольжении тел. Затем снабдили колёса шинами с глубоким рисунком (протекторами).
А вы заметили, что все шины резиновые и чёрные?
Оказывается, резина хорошо удерживает колеса на дороге, а уголь, добавляемый в резину, придает ей чёрный цвет, нужную жёсткость и прочность. Кроме того, позволяет при авариях на дороге, измерить тормозной путь. Ведь при торможении резина оставляет четкий чёрный след.
При необходимости уменьшить трение, используют смазочные масла и сухую графитовую смазку. Замечательным изобретением явилось создание разного вида шарикоподшипников. Их применяют в самых различных механизмах от велосипеда до новейшего самолёта.
Когда тело в воде неподвижно, то трение о воду не происходит. Но стоит ему начать движение, возникает трение, т. е. вода оказывает сопротивление движению в ней любых тел.
Значит, и берег, создавая трение, «тормозит» воду. А, так как трение воды о берег уменьшает её скорость, то на средину реки заплывать не стоит, ведь там течение гораздо сильнее. Рыбы и морские животные имеют такую форму, чтобы трение их тел о воду было минимальным.
Такую же обтекаемость конструкторы придают и подводным лодкам.
Наше знакомство с другими природными явлениями будет продолжаться. До новых встреч, друзья!
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
Тема урока:
Сила трения. Вред и польза силы трения. Способы увеличен и я и уменьшения силы трения
Выполнили:
Садыкова Н.С.,
СШ №12, г. Капшагай, с. Заречное
Тема урока: «Сила трения.Вред и польза силы трения.Способы увеличения и уменьшения силы трения »
Цели урока:
Обучающая:
ввести понятие силы трения и познакомить учащихся с её особенностями;
изучить причины и виды трения, выяснить природу силы трения, ее направление, способы увеличения и уменьшения;
дать качественную формулировку этого понятия.
Развивающая:
создать условия для развития мыслительных и коммуникативных качеств учащихся;
развивать у учащихся творческие способности (написание докладов и сказок).
Воспитательная:
воспитывать наблюдательность, культуру речи, умение четко выражать свою мысль;
воспитывать умение видеть физику вокруг себя.
Тип урока: урок изучения нового материала, проблемно-поисковый.
Приборы и материалы: учебник «Физика и астрономия 7»; дидактические пособия (карточки-задания); наклонная плоскость; легкоподвижная тележка; демонстрационный динамометр; набор грузов.
План урока (45 минут):
Орг. момент (3 минуты)
Актуализация знаний(7 минут).
Объяснение нового материала(20 минут)
Рефлексия(10 минут)
Домашнее задание, подведение итогов(5 минут).
Ход урока:
1. Орг. момент(3минуты).
Здравствуйте. Садитесь.
Сегодня мы с вами приступаем к изучению новой темы «Сила трения». На уроке мы введем понятие силы трения и познакомимся с её особенностями, изучить причины и виды трения, выяснить природу силы трения, ее направление, способы увеличения и уменьшения.
Для этого повторим те силы, которые мы уже с вами прошли.
(опорный конспект №1 «Сила» )
С
ИЛА,F
Сила тяжести, F тяж Сила упругости, F упр
2. Актуализация знаний(7минут).
Мы уже изучили силу тяжести и силу упругости. Теперь для того, чтоб еще раз закрепить изученные силы вы напишите тест.
(Тест 3 варианта, раздать )
Вариант I
I . Весом тела называют силу, с которой…
II . Силой тяжести называют силу, с которой…
III . Силой упругости называют силу, с которой…
1. тело притягивается к Земле.
2. тело действует на другое тело, вызывающее деформацию.
3.тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.
2. Какая сила удерживает спутник на орбите?
Сила тяжести.
Вес тела.
Сила упругости.
3. По международному соглашению за единицу силы принят..
ньютон. Сокращенное обозначение – Н.
килограмм. Сокращенное обозначение – кг.
метр в секунду. Сокращенное обозначение – м/с.
4. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 50 кг?
Вариант II
1. Выберите верное высказывание
I . Камень падает на землю вследствие того, что на него действует…
1.вес тела.
2. сила упругости.
3. сила тяжести.
2. Пружина под действием подвешенной к ней гири растянулась. Какая сила вызвала растяжение пружины?
Сила тяжести.
Вес тела.
Сила упругости.
3. 1 Ньютон – это сила, которая…
за 1 с сообщает телу массой 1 кг скорость 1 м/с.
за 1 с изменяет скорость тела на 1 м/с.
за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с.
4. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 5 кг?
Вариант III
1. Выберите верное высказывание
I . Тело, выпущенное из рук, падает на землю. Какая сила вызывает падение тел?
II . На книгу, лежащую на столе, со стороны стола действует…
III . На стол, со стороны лежащей на нем книги, действует…
1. сила тяжести.
2. сила упругости.
3. вес тела.
2. Зависит ли сила тяжести от массы тела?
Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела.
Не зависит.
Чем больше масса тела, тем меньше сила, с которой оно притягивается к Земле.
3. 1 Ньютон приблизительно равен силе тяжести, действующей на тело массой…
4. Тело имеет массу 0,5 кг. Каков вес этого тела, если оно неподвижно и находится на горизонтальной опоре?
3. Объяснение нового материала(25минут).
Эпиграф (на доске):
«Вездесущее, необходимое, мешающее –
Вот оно какое – трение!»
Изучение темы начинаю с выдвижения проблемы, демонстрирую опыт.
Опыт: Привожу в движение игрушечный автомобиль. С течением времени его движение прекращается.
Почему же останавливается автомобиль? (Слушаю ответы учащихся)
После этого опыта учащиеся предполагают, что существует какая-то сила.
После этого объявляю тему урока и ставлю следующую проблему
В чем причина существования сил трения?
(опорный конспект №2 «Характеристика силы трения» )
Опыт: сооружаю наклонную плоскость из фанерной доски и бруска. Кладу на наклонную плоскость цилиндр боковой поверхностью и отпустите. На ту же наклонную плоскость положите цилиндр торцом и отпустите.
Дети отвечают на вопросы:
Что явилось причиной движения цилиндра в первом опыте?
(Ответ: сила тяжести )
Что явилось причиной покоя цилиндра во втором опыте?
(Ответ: возникновение силы, компенсирующей силу тяжести )
Определение
Даю определение новой силы:
сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная в строну, противоположную движению называется силой трения.
Обозначение и единица измерения
Показываю как обозначается сила трения.
Прибор для измерения силы трения
динамометр
Как же можно измерить силу трения?
Опыт: На фанерную плоскость кладем деревянный брусок с грузами, цепляем динамометром и равномерно перемещаем по плоскости. Динамометр показывает некоторую силу.
Дети отвечают на вопросы:
Какую силу показывает динамометр?
(Ответ: динамометр показывает силу 1,5 Н)
На тело действует сила, но скорость движения не изменяется. Значит, существует компенсирующая сила, равная силе динамометра.
Куда направлена сила, равная движущей силе?
(Ответ: сила направлена против движения бруска);
Где находится точка приложения этой силы?
(Ответ: точка приложения находится в месте контакта двух поверхностей).
Сделайте вывод.
измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении , мы находим силу трения .
Величина и направление
Мы уже выяснили из опыта, что сила трения имеет направление, а сила имеет направление, то эта величина векторная.
Сила трения
- это величина векторная.
Сила направлена против движения тела.
Формула
,
где 
- коэффициент трения, 
- сила нормального давления.
Коэффициент трения - это уже рассчитанная величина, приведенная таблице №4 на странице 216.
Силой нормального давления, называется сила, с которой тело действует на опору, направленной перпендикулярно к опоре.
N =F тяж => N =mg
Причины
Опыт: Для этого сравниваем движение металлического шарика по линолеуму, столу, наждачной бумаге и ковру. На подобных примерах устанавливаем, что причиной трения является шероховатость поверхности соприкасающихся тел.
Даже самые гладкие на вид поверхности имеют неровности , которые препятствуют движению одного тела по поверхности другого. Но оказывается уменьшение неровностей уменьшает силу трения только вначале. Дальнейшее уменьшение шероховатости приводит к увеличению силы трения (называю и вторую причину возникновения силы трения - молекулярное взаимодействие , которое приводит как бы к прилипанию соприкасающихся поверхностей).
И так, причины возникновения силы трения две - неровности поверхности и силы притяжения между молекулами соприкасающихся поверхностей.
Неровности поверхности
Силы притяжения между молекулами соприкасающихся поверхностей
При шероховатых поверхностях трение обусловлено главным образом первой причиной, а при очень гладких поверхностях сказывается молекулярная природа трения.
Виды
Сила трения
трение скольжения трение качения трение покоя
Если тело скользит по поверхности, его движению препятствует сила трения скольжения . Например, когда мы скатываемся на санках, нас тормозит сила трения скольжения
Телу катящемуся по поверхности препятствует сила трения качения . Например, когда вы едите на велосипеде, вас тормозит сила трения качения.
Когда мы пытаемся сдвинуть шкаф с места, действуя на него с какой-либо силой, то в случае, если шкаф останется в покое, можно сделать вывод – тело не изменило своей скорости. Это говорит о том, что есть еще сила, направленная противоположно этому действию и равная ему по величине. Эта сила называется силой трения покоя. Именно сила трения покоя мешает сдвигать с места тяжелые предметы.
От чего же зависит сила трения?
Как вы думаете сила трения будет зависеть от материала трущихся поверхностей?
От нагрузки?
От обработки трущихся поверхностей?
А от площади контактных тел?
Итак, делаем выводы :
Сила трения зависит от материала соприкасающихся тел, от нагрузки, от шероховатости и не зависит от площади контакта тел.
Трение, как и любое физическое явление, может быть и вредным, и полезным.
Когда оно полезно, его стараются увеличить. Например, в гололед перед школой дорогу посыпают песком.
Но когда сила трения мешает ее уменьшают. Как же можно уменьшить силу трения?
(Даю учащимся высказать свои предположения. Обращаю внимание на то, что уменьшить силу трения можно изменив причины, от которых зависит сила трения (шероховатость, материал, нагрузка))
Но в жизни часто бывает так, что эти причины не устранимы. Единственный способ - изменить один вид трения на другой .
Опыт: На перевёрнутую вверх колёсами машинку помещаю груз. Тележку равномерно перемещаю по поверхности. Отмечаю силу динамометра. Затем тележку ставлю на колёса и помещаю тот же груз. При равномерном перемещении динамометр отмечает меньшую силу.
При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
Еще для уменьшения силы трения некоторые тела тщательно шлифуют и применяют смазку. Например, все детали механизмов в автомобилях тщательно шлифуют и покрывают тонким слоем смазки.
4. Рефлексия(10минут).
Подвожу итог урока совместно с учениками: достигли ли целей, поставленных вначале свой работы; понравилась ли нам работа. Для закрепления изученного материала и контроля знаний учащихся
1) А теперь, я предлагаю вам найти ответы на народные приметы и пословицы (дидактические пособия – карточки с пословицами). Определите, значение силы трения для каждой пословицы, и какую роль эта сила играет положительную или отрицательную (3минуты).
Коси, коса, пока роса,
Роса долой – и ты домой.
(русская)
Пошло дело, как по маслу.
(русская)
От безделья и лопата ржавеет.
(русская)
Без мыла в душу влезет.
(русская)
От того телега запела,
Что давно дегтя не ела.
(русская)
Не, такого человека, который хоть раз не поскользнулся по льду.
(осетинская)
Каков но, так и режет.
(русская)
Не смазанное колесо ось перетрет.
(узбекская)
Три, три, три – дырка будет.
(русская)
Задумал муравей
Фудзияму-гору сдвинуть.
(японская)
На льду не строятся.
(русская)
Лопату не покрывают позолотой.
(корейская)
Не подмазанная арба не поедет.
(таджикская)
Сухая ложка рот дерет.
(русская)
Из навощенной нити
трудно плести сети.
(корейская)
Баба с возу – кобыле легче.
(русская)
Часы могут остановиться,
Время – никогда.
(сербская)
Плуг от работы блестит.
(русская)
Ключ, который часто в работе, блестит.
(турецкая)
От работы пила,
раскалилась до бела.
(русская)
Ржавый плуг только на пахоте очищается.
(марийская)
Что кругло – легко катится.
(японская)
Жнущий серп всегда блестит.
Кататься, как сыр в масле.
(русская)
Мел оставляет белый след,
а уголь – черный.
(индонезийская)
Против шерсти не гладят.
(русская)
Остер шип на подкове,
Да скоро сбивается.
(русская)
Угря в руках не удержишь.
(французская)
Не подмажешь, не поедешь.
(французская)
Колодезная веревка,
сруб перетирает.(японская)
2) провожу тест(7 минут ):
Тестовое задание
Сила - причина …
А. … только изменения скорости тела.
Б. … только деформации тела.
В. … изменения скорости и деформации тела.
Г. … движения тела.
Если тело покоится или движется равномерно, значит …
А. … все силы направлены в одну сторону.
Б. … на него не действуют силы.
В. … силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Г. … на него не действуют силы или их равнодействующая равна нулю.
Силой трения называют силу …
А. … с которой Земля притягивает к себе тела.
Б. … действующую на тело со стороны деформированной опоры и направленную против деформирующей силы.
В. … с которой тело вследствие земного притяжения действует на опору или подвес.
Г. … возникающую при движении одного тела по поверхности другого и направленную в сторону, противоположную движению.
Точка приложения силы трения расположена …
А. … в центре тела.
Б. … в точке контакта двух тел.
В. … в точке действия внешней силы.
Г. … в любом месте тела.
Сила трения всегда направлена …
А. … противоположно движению тела.
Б. … противоположно деформирующей силы.
В. … вертикально вниз.
Г. … влево или вправо.
Сила трения зависит от …
А. … нагрузки.
Б. … шероховатости поверхностей.
В. … вида материала контактирующих поверхностей.
Г. … всех вышеперечисленных фактов.
Силу трения можно уменьшить …
А. … заменяя один вид трения другим.
Б. … заменяя скольжение качением.
В. … смазывая трущиеся поверхности.
Г. … увеличивая скорость тела.
Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?
А. 350 Н.
Б. 700 Н.
В. 70 Н.
Г. Среди ответов А - В нет правильного.
Ответы к тесту:
Проверку теста проводят сами учащиеся. Обмениваются своими ответами между собой. Ответы на тестовое задание заранее готовлю на доске. 7 выполненных заданий - отметка “4” (7 баллов), 8 выполненных заданий - отметка “5” (8 баллов). Ниже отметки не ставятся. Обсуждать ответы на вопросы теста может целая группа.
5. Домашнее задание, подведение итогов(3 минут).
Д/з: §41-42 вопросы
Доклады :
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).
Трение не всегда вредное явление. значительна, а иногда трение просто необходимо.
