Сила трения. Трение в жизни растений и животных

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Тип урока: изучение нового материала, экспериментальная работа.

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

Задачи урока:

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

Оборудование:

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

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Повторение.

Фронтальный опрос

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

III. Изучение нового материала.

<слайд № 1>

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

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

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

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

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

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

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

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

<слайд № 6>

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

7. Историческая справка. <слайд № 9>

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

IV. Закрепление материала.

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

Экспериментальное задание: “Сравнение силы трения с весом тела”

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

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

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

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

Рассуждают о необходимости практического применения законов физики в жизни.

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

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

V. Итоги урока.

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

VI. Домашние задание.

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

В жизни многих растений трение 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.

У растений, имеющих корнеплоды, такие, как морковь, свекла, брюква, сила трения о грунт способствует удержанию их в почве. С ростом корнеплода давление окружающей земли на него увеличивается, а это значит, что сила трения тоже возрастает. Поэтому так трудно вытащить из земли большую свеклу, редьку или репу.

Таким растениям, как репейник, трение помогает распространять семена, имеющие колючки с небольшими крючками на концах.

Эти колючки зацепляются за шерсть животных и вместе с ними перемещаются. Семена же гороха, орехи благодаря своей шарообразной форме и малому трению качения перемещаются легко сами.

Организмы многих живых существ приспособились к трению, научились его уменьшать или увеличивать. Тело рыб имеет обтекаемую форму и покрыто слизью, что позволяет им развивать при плавании большую скорость.

Щетинистый покров моржей, тюленей, морских львов помогает им передвигаться по суше и льдинам.

Ученым недавно стало известно, как устроена кожа дельфинов, и почему они меняют свою кожу каждые 2 часа. Кожа дельфина обладает особым демпфирующим действием, позволяющим гасить турбулентность. Эта гипотеза высказана в 1957 г. немецким инженером Крамером и в настоящее вpeмя подтверждена экспериментально. Передняя часть тела дельфина обтекается ламинарно, а позади спинного плавника пограничный слой становится турбулентным.

Таким образом, «мягкость» или «волнистость» кожи дельфинов помогают им значительно уменьшать трение при скольжении в воде, а потеря частиц кожи по всему телу создает в процессе движения водовороты воды, которые сглаживают трение с потоком вокруг дельфина. Применение аналогичных технологий скольжения при строительстве судов, позволит повысить скорость движения кораблей.

У животных и человека образующие сустав кости не касаются друг друга; они покрыты суставным хрящом, который выполняет роль буфера между костными поверхностями.

А по краям хряща прикрепляется синовиальная оболочка, в которой имеется жидкость, уменьшающая трение между суставными поверхностями. Проблема трения и изнашивания в суставах решена природой на таком уровне, о котором инженеры - трибологи мoгут пока только мечтать. Ежедневные нагрузки, например, в тазобедренном суставе человека превышают тысячу ньютонов при прыжках, а трение и изнашивание практически отсутствует. В результате безотказная работа в течение всей жизни!

Дело в том, что суставная жидкость по своему составу сходна с плазмой крови, но обладает большей вязкостью, чем кровь. Внутреннее трение суставной жидкости падает в сотни раз при резком повышении скорости! Кроме того, тончайший слой этого необычного вещества ведет себя при сжатии так же, как слой резины. Поэтому трение, возникающее при скольжении в этой специфической среде, имеет весьма мало общего со знакомым жидким трением. При ходьбе, жидкость начинает выдавливаться из капилляров хряща, усиливая смазочное действие, и уменьшая трение. Суставная жидкость обладает необычной способностью резко увеличивать вязкость под давлением. В итоге процесс выдавливания смазки из хряща автоматически регулируется под действием нагрузки.

Интересно решается в живой природе инженерная задача равномерного прокачивания жидкостей по трубам.

В момент «рабочeго хода» сердца артерии упрyго расширяются, накапливая энергию. Зато в промежутках между сокращениями сердечных мышц скопленная в артериях энергия проталкивает кровь дальше в более мелкие сосуды, обеспечивая не только постоянство скорости движения, но и меньший расход энергии. Упрyгость сосудов возникает блaгодаря присутствию в артериальных стенках особого вещества эластина. Снижению потерь на трение способствует также особый, напоминающий ламинарный, режим течения крови в сосудах

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.

Действие органов хватания (хватательные органы жуков, клешни рака; передние конечности

и хвост некоторых пород обезьян; хобот слона) тоже тесно связано с трением.

Ведь предмет или живое существо будет тем прочнее схвачено, чем больше трение между ним и органом хватания. Величина же силы трения находится в прямой зависимости от прижимающей силы.

Поэтому органы хватания устроены так, что могут либо охватывать добычу с двух сторон и зажимать ее, либо обвивать несколько раз и за счет этого стягивать с большой силой.

Кости животных и человека в местах их подвижного сочленения имеют очень гладкую поверхность, а внутренняя оболочка полости сустава выделяет специальную жидкость, которая служит суставной «смазкой».

При глотании пищи и ее движении по пищеводу трение уменьшается за счет предварительного дробления и пережевывания пищи, а также смачивания ее слюной.
При действии же органов движения у животных и человека трение проявляется как полезная сила.

У многих живых организмов существуют приспособления, благодаря которым трение получается небольшим при движении в одном направлении и резко увеличивается при движении в обратном направлении. Это, например, шерсть и чешуйки, растущие наклонно к поверхности кожи. На этом принципе основано движение дождевого червя.

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

Водяной жук - вертячка изумительно быстро носится на поверхности воды. Чтобы захватить их сачком, требуется большая ловкость. Вертячка - лучший пловец среди водных жуков.

Оказывается, быстроте передвижения он во многом обязан покрывающей тело жировой смазке, которая значительно уменьшает трение о воду.

Изучением трения ученые занимаются уже пятьсот лет. Первым его исследовал еще Леонардо да Винчи (1452-1519). Важные результаты в этой области были получены французскими учеными Г. Амонтоном (1663-1705) и Ш. Кулоном (1736-1806).

Какую роль играет трение в природе и технике - положительную или отрицательную? На этот вопрос нельзя дать однозначного ответа. Трение может быть как полезным, так и вредным. В первом случае его стараются усилить, во втором - ослабить.

В отсутствие трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле. В гололедицу, когда трение между подошвой обуви и льдом становится малым и ноги начинают скользить, лед посыпают песком: песок увеличивает трение.

На гладкой поверхности не смогли бы двигаться и автомобили: их колеса, вращаясь, проскальзывали бы и буксовали на месте.

Именно трение останавливает машины при торможении. На льду они даже при включенных тормозах продолжали бы двигаться по инерции.

Но трение может играть и отрицательную роль. Ведь именно из-за него нагреваются и изнашиваются многие движущиеся части различных механизмов. В таких случаях его стараются уменьшить.

Существуют разные способы уменьшения трения.

1. Введение между трущимися поверхностями смазки (например, какого-либо масла). При наличии смазки (рис. 42) соприкасаются не сами поверхности тел, а ее соседние слои. Трение же между слоями жидкости слабее, чем между твердыми поверхностями. Кстати, именно благодаря смазке, возникающей в результате таяния льда под коньком, скольжение на коньках по льду сопровождается очень слабым трением. 2. Использование шариковых и роликовых подшипников (рис. 43). Внутреннее кольцо таких подшипников насаживают на вал какой-либо машины или станка. Наружное кольцо подшипника закрепляют в корпусе машины. Когда машину или станок включают и вал начинает вращаться, то вместе с внутренним кольцом он начинает не скользить, а катиться на шариках или роликах, находящихся между кольцами подшипника. Трение же качения существенно меньше трения скольжения. Поэтому вращающиеся части машин при наличии подшипников изнашиваются значительно медленнее и дольше служат людям.
3. Применение воздушной подушки . Уменьшение трения при этом происходит за счет того, что между машиной и опорой создается область воздуха с повышенным давлением, препятствующая их непосредственному контакту. Подобные устройства применяют в судах на воздушной подушке, экранопланах и других аппаратах.

1. Приведите примеры, показывающие, что трение может быть полезным. 2. Приведите примеры, показывающие, что треиие может быть вредным. 3. Какие способы увеличения и уменьшения трения вы знаете?

«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.

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.

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.

Этапы урока	Деятельность учителя	Деятельность обучающихся
Организационный момент. Сообщение целей урока.	Учитель направляет обучающихся на совместное формирование целей урока.	Совместно с учителем формулируют цели урока.
Самостоятельная работа.	Организует проведение тестового задания. Приложение 2	Записывают ответы на вопросы теста По окончании осуществляют взаимопроверку, затем проверяют правильность ответов по готовому шаблону.
Объяснение нового материала	Объясняет новый материал	Участвуют в обсуждении вопросов
Решение качественных задач.	Осуществляет подборку качественных задач.	Обсуждают и решают предложенные задачи.
Подведение итогов урока.	Подводит итоги урока. Проводит рефлексию.	Отвечают на вопросы рефлексии.
	Объясняет домашнее задание.	Записывают необходимую информацию по выполнению домашнего задания.

Организационный момент. Формулирование целей урока.

Самостоятельная работа.

Объяснение нового материала

Деятельность учителя	Деятельность обучающихся
Настраивает обучающихся на рабочий лад. Формулирует основополагающий вопрос: «Трение – полезно или вредно» (слайд 3)	Предлагают свои ответы на основополагающий вопрос
Первично вводит материал с учетом закономерностей познания при высокой активности учащихся.	Активные действия учащихся с изучаемым материалом.
Рассказывает о роли силы трения при ходьбе. (слайд 4) Рассматривается ходьба по скользкой поверхности. (слайд 5)	Приводят примеры. Обсуждают вредное и полезное проявление силы трения. Трение может быть полезным и вредным. Когда оно полезно, его стараются увеличить, когда вредно – уменьшить.
Подводит обучающихся к тому, чтобы они сами предлагали варианты уменьшения и увеличения силы трения	Предлагают свои ответы.
1. Какие ещё виды смазки, кроме жидкой, вы знаете? 2. Знаете ли вы такую жидкость, которая увеличивает трение? 3. (слайд 6) Советский учёный К.Вейнберг доказал, что при трении о лёд (например, полозьев) выделяемое тепло заставляет лед плавиться; при этом образуется тонкая водяная плёнка, которая играет роль смазки и делает лёд скользким. Так как трение о бугристый лёд больше, то и тепла выделится больше, значит, он и будет более скользким. 4. Для чего подковывают лошадей? (слайд 7) 5. (слайд 8) 6. (слайд 9) 7. (слайд 10)	Сухая, графитовая Гудрон Скольжение лучше на шероховатом льду. Для увеличения сцепления между ногами и поверхностью земли. Нагруженный автомобиль оказывает большее давление на дорогу, вследствие этого сцепление колёс с грунтом у него больше, чем у пустого. Вследствие большого трения можно обжечь руки и ноги. Скольжение уже заторможенного, не вращающегося колеса называется юзом. Попавшие под колеса свежие листья, будучи раздавленными, дают влагу, значительно уменьшающую трение. Начинается скольжение.
«Тихая вода подмывает берега» (слайд 11) Какой смысл заложен в этой пословице? С житейской точки зрения, по-видимому, ее смысл в том, что малое, но длительное воздействие приводит к значительному результату. С точки зрения физики можно дать такое объяснение. Между отдельными слоями воды, текущей в реке, действует трение, которое называется внутренним. В связи с этим скорость течения воды на разных участках поперечного сечения русла реки не одинакова. Самая большая в середине русла (на быстрине), самая маленькая у берегов. Но сила трения не только тормозит воду, но и действует на берег, вырывая частицы грунта и тем самым, подмывая берег.
Формулирует совместно с обучающимися выводы: Сила трения зависит от свойств соприкасающихся тел (от рода поверхностей); - сила трения зависит от силы давления и не зависит от площадей трущихся поверхностей .	Записывают в тетрадях выводы.

Решение качественных задач.

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Объясните с физической точки зрения некоторые пословицы.

«Плуг от работы блестит.» (слайд 12)

«Коси коса, пока роса; роса долой, и мы домой.» (слайд 13)

«Корабли спускают, так салом подмазывают.» (слайд 14)

Поверхность плуга при работе испытывает большую силу трения о землю, в результате поверхность шлифуется, полируется, становится блестящей..

Уменьшение силы трения. Роса увеличивает массу стебля. Поэтому при ударе косой он в меньшей степени изгибается, и коса сразу срезает его. Роса создает смазку, и уменьшается сила трения, когда при обратном движении косы она скользит по траве.

Роль смазки выполняет сало

Ответьте на вопросы:

Почему кусок хозяйственного мыла легче разрезать крепкой ниткой, чем ножом? (слайд 15)

Зачем зимой дорожки посыпают солью? (слайд 16)

Почему уменьшается глубина рельефного рисунка на колесах тракторов, зерноуборочных комбайнов и другой сельскохозяйственной технике по мере ее эксплуатации? (слайд 17)

Зачем легкоатлеты надевают спортивную обувь с шипами? (слайд 18)

При разрезании ниткой возникает меньшая сила трения, чем при разрезании ножом

Чтобы увеличить силу трения

Вследствие действия силы трения

Для лучшего сцепления с поверхностью

Подведение итогов урока.

Деятельность учителя	Деятельность обучающихся
Сегодня на уроке мы познакомились с примерами проявления силы трения в природе и технике. (слайд 19)
Какие понятия мы повторили?	Сила трения. Виды силы трения.
Что нового узнали на уроке?	Как уменьшать или увеличивать силу трения. Вредное и полезное проявления силы трения.
Чем запомнился вам урок?	Многие явления в произведениях можно объяснить с физической точки зрения.
	Оценивают работу на уроке.

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

Трение - это сила, которая противостоит движению объекта. Чтобы остановить движущийся объект, сила должна действовать в направлении, противоположном направлению движения. Например, если толкнуть мяч, лежащий на полу, он будет двигаться. Сила толчка перемещает его на другое место. Постепенно мяч замедляется и перестает двигаться. Сила, которая противостоит движению объекта, называется трением. В природе и в технике существует огромное количество примеров применения этой силы.

Типы трения

Существуют различные типы трения:

Лезвие конька, движущееся по льду, является примером скольжения. Когда фигурист двигается по катку, нижняя часть коньков касаются пола. Источником трения является контакт между поверхностью лезвия и льдом. Вес объекта и тип поверхности, по которой он перемещается, определяют величину скольжения (трения) между двумя объектами. Тяжелый предмет оказывает большее давление на поверхность, над которой он скользит, поэтому трение скольжения будет больше. Поскольку трение возникает из-за сил притяжения между поверхностями объектов, его количество зависит от материалов этих двух взаимодействующих объектов. Попробуйте кататься на коньках по гладкому озеру, и вам будет намного легче, чем кататься по грубой гравийной дороге!

Трение покоя (сцепления) - сила, которая возникает между 2 контактирующими телами и препятствует появлению движения. Например, чтобы сдвинуть с места шкаф, забить гвоздь или завязать шнурки, нужно преодолеть силу сцепления. Подобных примеров трения в природе и технике существует масса.
Когда вы катаетесь на велосипеде, контакт между колесом и дорогой является примером трения качения. Когда объект катится по поверхности, сила, необходимая для преодоления трения качения, намного меньше, чем требуется для преодоления скольжения.

Кинетическое трение

Когда вы толкнули книгу на столе и она переместилась на определенное расстояние, то она испытала трение, воздействующее на движущиеся объекты. Эта сила известна как сила кинетического трения. Она воздействует на одну поверхность другой, когда две поверхности натирают друг друга, потому что движутся одна или обе поверхности. Если вы положите дополнительные книги поверх первой книги, чтобы увеличить нормальную силу, сила кинетического трения будет увеличиваться.

Существует следующая формула: F трения = μF n. Сила кинетического трения равна произведению коэффициента кинетического трения и нормальной силы. Существует линейная зависимость между этими двумя силами. Коэффициент кинетического трения связывает силу трения с нормальной силой. Раз это сила, единицей для ее измерения является Ньютон.

Статическое трение

Представьте, что вы пытаетесь подтолкнуть диван по полу. Вы нажимаете на него с небольшой силой, но он не двигается. Статическая сила трения действует в ответ на усилие, с попыткой вызвать движение неподвижного объекта. Если на объект нет такой силы, сила статического трения равна нулю. Если есть сила, пытающаяся вызвать движение, то вторая будет увеличиваться до максимального значения до того, как она будет преодолена, и начнется движение.

Формула для этого вида: F трения = μsF n. Статическая сила трения меньше или равна произведению коэффициента статического трения μ (s) и нормальной силы F (n). В примере про диван максимальная сила статического трения уравновешивает силу человека, надавливающего на него, до момента, когда диван начнет двигаться.

Измерение коэффициентов трения

От чего зависит сила трения? В природе и технике материалы, из которых сделаны поверхности, играют определенную роль. Например, представьте, что вы пытаетесь играть в баскетбол, нося носки вместо спортивной обуви. Это может значительно ухудшить ваши шансы на победу. Обувь помогает обеспечить силу, необходимую для торможения и быстрого изменения направлений во время бега по поверхности. Между вашей обувью и баскетбольной площадкой трения больше, чем между вашими носками и полированным деревянным полом.

Различные коэффициенты показывают, как легко один объект может скользить по сравнению с другим. Точные их измерения достаточно чувствительны к условиям поверхностей и определяются экспериментально. Влажные поверхности ведут себя совершенно иначе, чем сухие поверхности.

Физика: сила трения природе и технике

Вы испытываете трение все время, и вы должны быть рады, что это возможно. Именно эта сила помогает сохранять неподвижные объекты на месте, а человеку не падать при ходьбе. В природе и технике примеры можно встретить на каждом шагу. Вы можете этого не осознавать, но вы уже хорошо знакомы с этой силой. Оно происходит в направлении, противоположном движению, и из-за этого это сила, которая влияет на движение объектов.

Когда вы передвигаете коробку по полу, трение работает против коробки в направлении, противоположном движению коробки. Когда вы идете вниз по горе, трение работает против вашего движения вниз. Когда вы нажимаете на тормоз в машине и двигаетесь еще какое-то время, трение работает против вашего направления скольжения, что помогает в конечном итоге полностью остановить скольжение.

Когда два объекта "втираются" друг в друга, устанавливаются силы притяжения между молекулами объектов, вызывая трение. В природе и технике оно может происходить между практически любыми фазами материи - твердыми веществами, жидкостями и газами. Трение происходит между двумя объектами, такими как коробка и пол, но также может происходить между рыбой и водой, в которой они плавают, и предметами, падающими в воздухе. Трение из-за воздуха имеет особое название: сопротивление воздуха.

Роль трения в природе, технике, жизни

Трение является неотъемлемой частью человеческого опыта. Нам нужна тяга, чтобы ходить, стоять, работать и ездить. В то же время нам нужна энергия, чтобы преодолеть сопротивление движению, поэтому слишком много трения требует избыточной энергии для выполнения работы, что приводит к неэффективности. В 21 веке человечество столкнулось с двойной проблемой нехватки энергии и глобального потепления от сжигания ископаемого топлива. Таким образом, способность контролировать трение стала сегодня главным приоритетом в современном мире.Тем не менее у многих понимание фундаментальной природы трения все еще отсутствует.

Трение в природе и технике (физика) всегда было предметом любопытства. Интенсивное изучение происхождения этой силы началось в 16 веке, после новаторской работы Леонардо да Винчи. Однако прогресс в понимании его природы был медленным, что затруднялось отсутствием инструмента для точного измерения. Гениальные эксперименты, выполненные ученым Кулоном и другими, дали важную информацию, чтобы заложить основу для понимания. Начиная с конца 1800-х и начала 1900-х годов появились паровые двигатели, локомотивы, а затем самолеты. Также освоение космоса требует четкого понимания трения и способности контролировать его.

Значительный прогресс в том, как применять и контролировать трение в природе технике, в быту, был сделан путем проб и ошибок. В начале 21 века появилось новое измерение нано-масштабного трения в связи с использованием нано-технологий. Человеческое понимание атомного и молекулярного трения быстро расширяется. Сегодня энергоэффективность и производство возобновляемых источников энергии требуют непосредственного внимания, в то время как наука стремится к сокращению выбросов углерода. Способность контролировать трение становится важным шагом в поиске устойчивых технологий. Именно оно является показателем энергоэффективности. Если получится уменьшить ненужные потери энергии и увеличить текущую эффективность использования энергии, это даст время для разработки альтернативных источников энергии.

Примеры трения в жизни

Трение - это сила, которая носит резистивный характер. Она препятствует движению другого объекта, применяя некоторую силу. Но откуда генерируются эта сила? Во-первых, стоит начать рассматривать ее с молекулярного уровня. Трение, которое мы наблюдаем в повседневной жизни, может быть вызвано шероховатостью поверхности. Это то, что ученые считали долгое время основной причиной его появления.

Самыми простыми примерами трения в природе и технике являются следующие:

При ходьбе сила трения, которая воздействует на подошву, дает нам возможность двигаться вперед.
Прислоненная к стене лестница не падает на пол.
Люди завязывают шнурки на кроссовках.
Без силы трения машины не смогли бы ездить не только в гору, но и по ровной дороге.
В природе оно помогает животным лазать по деревьям.

Подобных пунктов существует множество, есть также случаи, где эта сила, наоборот, может помешать. Например, для уменьшения трения у рыб выделяется специальная смазка, благодаря которой, а также обтекаемой форме тела они могут спокойно передвигаться в воде.