СИЛА ТРЕНИЯ Работа выполнена ученицей 7 класса ГБОУ СОШ № 1465 КЛОЧКОВОЙ АЛИНОЙ Учитель физики Л.Ю. Круглова
ТРЕНИЕ. СИЛА ТРЕНИЯ Силой трения называют силу, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого. Она всегда направлена противоположно направлению движения. Сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления на трущиеся поверхности и зависит от свойств этих поверхностей. Законы трения связаны с электромагнитным взаимодействием, которое существует между телами. Различают трение внешнее и внутреннее. Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух соприкасающихся твердых тел (трение скольжения или трение покоя). Внутреннее трение наблюдается при относительном перемещении частей одного и того же сплошного тела (например, жидкость или газ). Различают сухое и жидкое (или вязкое) трение. Сухое трение возникает между поверхностями твердых тел в отсутствие смазки. Жидким (вязким) называется трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой или её слоями. Сухое трение, в свою очередь, подразделяется на трение скольжения и трение качения.
ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТРЕНИЯ Возникновение трения обусловлено прежде всего шероховатостью поверхностей, создающей сопротивление перемещению, и наличием сцепления у прижатых друг к другу тел. Изучение всех особенностей явления трения представляет собой довольно сложную физико-механическую проблему.
ДОБЫВАНИЕ ОГНЯ ТРЕНИЕМ Одним из самых простых способов является добывание огня с помощью трения. Понадобятся две палки, одна из твердого дерева, вторая из более мягкого. Если есть нож или топор, то прорежьте канавку в более мягкой древесине, если нет, то придется ее протирать. В этой канавке и будет двигаться конец палки из твердого дерева. При трении в канавке образуются древесные волокон, а при увеличении нажима - они загораются. Следует чередовать промежутки сильного и слабого нажима.
ТРЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ мы можем писать на бумаге вещи, стоящие на вашем столе, не улетают от малейшего сквозняка, трение их удерживает одежда, которая висит на вашем стуле или плечиках в шкафу, не падает благодаря трению вы можете водить компьютерной мышкой по коврику благодаря трению вы с трудом двигаете шкаф, т.к. есть мешает сила трения если случайно разлить подсолнечное масло или воду на кухне, то любой входящий будет скользить, т.к. уменьшится сила трения о пол ковер сильно уменьшает силу трения смазывание петлей дверей уменьшает трение мы можем ходить по земле белки прыгают по веткам деревьев ленивец висит на ветке птичка может присесть на ветку вода точит камень идет 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
ТРЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ
ПРИМЕНЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКИ Воздушная подушка- это слой сжатого воздуха под днищем судна, который приподнимает его над поверхностью воды или земли. Отсутствие трения о поверхность позволяет снизить сопротивление движению. От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде. 1. Маршевые винты 2. Поток воздуха 3. Вентилятор 4. Гибкая перепонка
ИЗОБРЕТЕНИЕ КОЛЕС И ПОДШИПНИКА Примитивные предшественники современного подшипника, так широко применяемого в наши дни, упрощали жизнь человека уже многие тысячи лет тому назад. Главнейшую роль в историческом процессе возникновения и постепенного совершенствования подшипника можно отдать изучению процесса трения и сопровождающих его явлений. Ведь о существовании трения человечество знало уже с древнейших времен, о чем в частности свидетельствует тот факт, что первобытный человек добывал огонь трением, быстро вращая палку, а впоследствии – высекая огонь ударом камня о камень, т.е. использовал явление перехода кинетической энергии трения в тепловую энергию.
Подшипник (англ. bearing) (от слова шип) - сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.
Сила трения Сила трения – сила, характеризующая взаимодействие тел, препятствующее относительному движению тел.
- Сила трения – сила, характеризующая взаимодействие тел, препятствующее относительному движению тел.
- Обозначается буквой F с индексом тр.
- Измеряется в ньютонах.
- Сила трения - Fтр. -
- -- сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущему телу и направленная против движения.
- Трение – взаимодействие, возникающее при соприкосновении одного тела с другим и препятствующее их движению.
- -возникают при соприкосновении;
- -действуют вдоль поверхности;
- -всегда направлены против направления движения тела.
- Силы трения возникают у двух соприкасающихся тел одновременно.
- Соприкасающиеся поверхности тел никогда не являются идеально плоскими и имеют
- неровности. Причем места выступов на одной поверхности не совпадают с местами выступов на другой. Но при сжатии остроконечные пики деформируются и площадь контакта увеличивается пропорционально приложенной нагрузке. Именно сопротивление сдвигу в местах неровностей и является причиной трения.
- Кроме того, не надо забывать, что в случае идеально гладких поверхностей сопротивление движению возникнет за счет сил притяжения между молекулами.
- Так объясняется влияние на силу трения нагрузки - силы прижатия и свойств материалов.
- шероховатость поверхностей соприкасающихся тел
- взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел
- Возникает в случае гладко отшлифованных поверхностей
- Как правило, в большинстве случаев трение обусловлено этой причиной
- Три вида сил трения:
- 1. Сила трения скольжения (санки) - возникает при скольжении одного тела по поверхности другого.
- 2. Сила трения качения (колёса) - возникает, если одно тело катится по поверхности другого.
- 3. Сила трения покоя (для того чтобы сдвинуть с места любое тело, необходимо приложить какую-либо силу)
- Сила трения покоя – это сила, которая появляется между соприкасающимися поверхностями тел, неподвижных относительно друг друга.
- Что лучше – скользить или катиться? Конечно, катиться выгоднее, чем скользить.
- Чтобы поддерживать качение, нужно прикладывать гораздо меньшую силу, чем для поддержания, скольжения с той же скоростью. Поэтому понятно, что летом ездят в телеге, а не на санях.
- Но почему же зимой колёса уступают место полозьям? Всё дело в том, что колёса выгоднее полозьев только в том случае, когда они катятся. А чтобы колёса могли катиться, под ними должна быть
- твёрдая, гладкая дорога и к тому же нескользкая.
- Жидкостное Сухое
- (трение в газах
- и жидкостях)
- Особенность жидкостного трения: нет силы трения покоя (даже при небольших воздействиях на тело оно приходит в движение)
- От чего зависит сила трения:
- 1) от рода соприкасающих поверхностей
- 2) от величины нагрузки.
- Способы уменьшения силы трения.
- шлифовка трущихся поверхностей
- применение смазки
- замена трения скольжения трением качения.
- Способы уменьшения силы трения: - шлифовка трущихся поверхностей,
- - применение смазки и замена трения скольжения трением качения.
- Силы трения имеет электромагнитную природу.
- В свое время великий итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи, удивляя окружающих, проводил странные опыты: он таскал по полу веревку то во всю длину, то собирая ее кольцами. Он изучал: зависит ли сила трения скольжения от площади соприкасающихся тел.
- В результате Леонардо пришел к выводу: сила трения скольжения не зависит от площади соприкасающихся тел, что подтверждают и современные ученые.
- Это можно сделать при помощи динамометра. При равномерном движении тела динамометр
- показывает силу тяги, равную силе трения. Для удобства измерения иногда вместо того, чтобы
- тянуть книгу по столу, можно начать двигать сам стол, а книгу удерживать на месте, привязав её к пружине. Сила трения от этого не изменится.
- Единица измерения силы трения в СИ (как и любой другой силы) - 1 Ньютон.
- Измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении, мы измеряем силу трения.
- Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше Fтр;
- При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
Слайд 1
ТРЕНИЕ
Борта Ольга Анатольевна.
ГБОУ гимназия № 1531,
учитель физики
Слайд 2
Какая сила изменяет скорость этих тел?
Слайд 3
Что такое трение и сила трения?
Тре́ние - процесс взаимодействия твердых тел при их относительном движении (смещении) либо при движении твёрдого тела в газообразной или жидкой среде.
Сила трения - сила, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному перемещению
Слайд 4
Виды сил трения
Сила трения покоя
Сила трения скольжения
Сила трения качения
Слайд 5
Причины возникновения трения
1. Шероховатость поверхностей:
неровности цепляются друг
за друга, деформируются,
возникают силы упругости,
которые в сумме создают силу,
препятствующую движению
2. Если поверхности хорошо отполированы,
то взаимное притяжение молекул
соприкасающихся тел также
препятствует движению.
Слайд 6
Особенности сил трения:
-возникают при соприкосновении;
-действуют вдоль поверхности;
-всегда направлены против направления движения тела.
Слайд 7
ТРЕНИЕ И ДВИЖЕНИЕ
Слайд 8
Виды трения
Трение скольжения - сила, возникающая при поступательном перемещении одного из взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это
тело в направлении, противо-
положном направлению
скольжения
Слайд 9
Сила трения скольжения возникает при
скольжении одного тела по поверхности другого.
Зависит от веса тела и материала
соприкасающихся поверхностей,
но не зависит от площади.
Сила трения скольжения
меньше силы трения покоя.
Слайд 10
Трение качения - момент сил, возникающий при качении одного из двух взаимодействующих тел относительно другого и противодействующий вращению движущегося тела
Слайд 11
Если тело не скользит, а катится по поверхности другого, то трение называется трением качения.
Сила трения качения меньше
силы трения скольжения.
Слайд 12
ТРЕНИЕ И ПОКОЙ
Слайд 13
Сила трения покоя существует между
любыми покоящимися телами.
Она удерживает тела на наклонной плоскости.
При попытке сдвинуть тело сила трения покоя препятствует этому действию.
Fтр
Слайд 14
ТРЕНИЕ В ТЕХНИКЕ
Слайд 15
СУХОЕ ТРЕНИЕ
Сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками - очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения - наличие значительной силы трения покоя.
Слайд 16
ВЯЗКОЕ ТРЕНИЕ
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.
Слайд 17
СМЕШАННОЕ ТРЕНИЕ, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения.
ГРАНИЧНОЕ, когда в области контакта могут содержатся слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) - наиболее распространённый случай при трении скольжения.
Слайд 18
Нам без трения, ребята, и ни туда, и ни сюда!
Слайд 19
Как же можно использовать изученное явление в жизни?
Явление трения используют в технике: - для передачи движения; - при обработке металлов и других материалов; - при сварке трением; - при заточке инструментов; - для скрепления материалов, деталей конструкций; - при шлифовке, полировке материалов и т.д.
Слайд 20
Уменьшение трения
Смазка
Подбор материалов
Понижение шероховатости
Применение трения качения вместо трения скольжения
Слайд 21
Увеличение трения
Если трение полезно, его увеличивают,
увеличивая шероховатость поверхностей:
шины – ребристые, дюбель – крепление для стен,
скользкие дороги посыпают песком.
Слайд 22
ТРЕНИЕ В ПРИРОДЕ
Слайд 23
Трение в жизни человека
Проблема трения и изнашивания в суставах решена природой на таком уровне, о котором инженеры - трибологи могут 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!
Слайд 24
Трение в жизни животных
При действии органов движения у животных и человека трение проявляется как полезная сила. 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.
Слайд 25
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.
Слайд 26
А вот растения, имеющие корнеплоды, такие, как морковь, свекла, брюква. Сила трения о грунт способствует удержанию корнеплода в почве. С ростом корнеплода давление окружающей земли на него увеличивается, а это значит, что сила трения
тоже возрастает.
Именно поэтому так
трудно вытащить из
земли большую свеклу,
редьку, репу.
Слайд 27
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.
Слайд 28
ТРЕНИЕ: ВРЕД ИЛИ ПОЛЬЗА?
Слайд 29
Полезно или вредно действие трения?
Малое трение из-за смазывающего действия воды - вот причина того, что многие несчастные случаи дома происходят именно в ванной комнате. Чтобы понять это, сначала подумаем, почему мы носим обувь? Когда мы идем, ноги отталкиваются от пола, а это возможно только вследствие трения. Обувь способна обеспечить лучшее сцепление подошв с полом, большее трение.
Презентация на тему "Сила трения" по физике в формате powerpoint. Цель данной презентации для школьников познакомить учащихся с силой трения, показать роль силы трения в природе и технике. Авто презентации Ладанова Ирина Владимировна, учитель физики.
Фрагменты из презентации
Санки, скатившись с горы, через некоторое время останавливаются. Это значит, что на тело действовала сила. При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, которое называют трением
Сила, возникающая при взаимодействии поверхности одного тела с поверхностью другого, когда тела неподвижны или перемещаются относительно друг друга, называется силой терния.
Причина возникновения силы трения
- Неровность поверхности
- Взаимное притяжение молекул
Виды сил трения
- Трение качения
- Трение скольжения
- Трение покоя
Сила трения скольжения
Если тело скользит по поверхности другого, то возникающую силу называют силой трения скольжения
Сила трения качения
Если тело катится по поверхности другого, то силу возникающую при этом называют силой трения качения
Сила трения покоя
При попытке сдвинуть тело с места, оно не сразу изменит свою скорость, так как действующая на тело сила уравновешивается силой трения покоя
Сила трения у растений
- Благодаря трению вьющиеся растения цепляются за находящиеся поблизости опоры, удерживаются и тянутся к свету
- Сила трения о грунт корнеплодов способствует удержанию растения в почве
- Таким растениям, как репейник, трение помогает распространять семена, имеющие колючки с небольшими крючками на концах.
Сила трения у животных
Действие органов хватания у животных (конечности, хобот слона) связано с трением. Предмет тем прочнее будет схвачен, чем больше сила трения между органом хватания и предметом
Сила трения в технике
- Во всех машинах из-за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части.
- Подшипники помогают уменьшит силу трения в десятки раз за счет замены трения качения трением скольжения
Вопросы для закрепления:
- Для чего смычок перед игрой натирают канифолью?
- Почему медицинские иглы полирую до зеркального блеска?
- Почему полировка и шлифовка соприкасающихся деталей уменьшает силу трения? Будет ли уменьшена сила трения, если поверхности деталей отполировать идеально?
- С какой целью швейные иголки полируют до блеска? Удобно ли шить заржавленной иголкой?
- В вагоне поезда на столике лежат книга и мяч. Поезд тронулся с места. Что при этом произойдет с мячом и книгой?
- У гоночных велосипедов руль низко опущен. Почему?
- Почему живую рыбу трудно держать в руках?
Презентация по слайдам
Текст слайда: Сила трения. Трение в природе и технике
Текст слайда: Значение силы трения Движущийся автомобиль F1 F2 F3
Текст слайда: Сила трения Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложения к движущемуся телу и направленная против движения, называется силой трения
Текст слайда: Виды трения Трение покоя Трение скольжения Трение качения
Текст слайда: Трение покоя Сила трения покоя препятствует относительному смещению соприкасающихся тел. Она растет вместе с силой, стремящейся сдвинуть тело с места.
Текст слайда: Трение скольжения Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная в сторону, противоположную движению, называется силой трения скольжения.
Текст слайда: Трение качения Если тело катится по поверхности другого тела, то возникающее в месте их контакта трение называют трением качения.
Текст слайда: Опыты Леонардо да Винчи Учёных издавна интересовало, от чего зависит сила трения. Леонардо да Винчи в 1500 году исследовал зависимость силы трения от материала, из которого изготовлены тела, от величины нагрузки на эти тела, от степени гладкости или шероховатости их поверхностей.
Текст слайда: Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела P > F тр пок > F тр ск > F тр кач
Слайд №10
Текст слайда: Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей Сила трения зависит от свойств соприкасающихся тел (от рода поверхностей).
Слайд №11
Текст слайда: Изучение зависимости силы трения скольжения от давления и независимости от площади трущихся поверхностей Сила трения зависит от силы давления и не зависит от площадей трущихся поверхностей.
Слайд №12
Текст слайда: Сравним результаты Леонардо да Винчи получил следующие результаты: от площади не зависит; от величины нагрузки зависит (пропорциональна ей); от шероховатости поверхностей зависит. Совпадают ли наши результаты эксперимента с его результатами?
Слайд №13
Текст слайда: Трение: полезно или вредно? Усилить Ослабить Увеличить шероховатость Увеличить нагрузку Смазка Подшипники: шариковые и роликовые Воздушная подушка
Слайд №14
Текст слайда: Роль силы трения при ходьбе В отсутствии трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле.
Слайд №15
Текст слайда: Движение по скользкой поверхности Ходить по льду нелегко, т.к. трение, возникающее между поверхностью льда и подошвой обуви, мало. Как можно облегчить хождение по скользкой поверхности?
Слайд №16
Текст слайда: Смазка При наличии смазки соприкасаются не сами поверхности тел, а ее соседние слои. Трение между слоями жидкости слабее, чем между твердыми поверхностями.
Слайд №17
Текст слайда: Подшипники Внутреннее кольцо подшипника насаживают на вал, который при вращении не скользит, а катится на шариках или роликах.
Слайд №18
Текст слайда: Воздушная подушка Воздушная подушка – область повышенного давления воздуха между основанием машины и опорной поверхностью, которая препятствует их непосредственному контакту. Корабль на воздушной подушке
Слайд №19
Текст слайда: Упражнение 1 Соотнесите виды трения с соответствующими фразами. Трение скольжения Одно тело катится по поверхности другого. Трение качения Я слишком слаб, чтобы сдвинуть эту коробку. Трение покоя Одно тело скользит по поверхности другого.
Слайд №20
Текст слайда: Упражнение 2 Выберите факторы, которые влияют на силу трения. Скорость движения тел. Вес груза. Площади движущихся поверхностей. Направление движения. Неровность поверхности.
Слайд №21
Текст слайда: Упражнение 3 На каком из рисунков правильно отображены силы, сопровождающие движение деревянного бруска.
Слайд №22
Текст слайда: Шевели мозгами… Почему санки, скатившись с горы, останавливаются?
Слайд №23
Текст слайда: Шевели мозгами… Почему мел оставляет след на классной доске?
Слайд №24
Текст слайда: Шевели мозгами… Может ли велосипедист двигаться равномерно по горизонтальной дороге, не вращая педали?
Слайд №25
Текст слайда: Шевели мозгами… Для чего «разводят» пилы (наклоняют в противоположные стороны соседние зубья)?
Слайд №26
Текст слайда: Шевели мозгами… Почему медицинские иглы полируют до зеркального блеска?
Слайд №27
Текст слайда: Шевели мозгами… Почему после дождя грунтовая дорога становится скользкой?
Слайд №28
Текст слайда: Шевели мозгами… Почему при росе косить траву легче?
Слайд №29
Текст слайда: Шевели мозгами… Какой вид трения имеет место при катании на велосипеде? При перевозке груза на санках? При катании на лыжах? При передвижении рабочим катушки с проводом? При движении вагонетки?
Слайд №30
Текст слайда: Шевели мозгами… Какой вид трения удерживает ящик при его перемещении на наклонном транспортере?
Слайд №31
Текст слайда: Шевели мозгами… Стеклянную бутылку с узким горлышком ученик быстро и чисто отмыл теплой водой, в которую добавил мелко накрошенную яичную скорлупу и кусочки газетной бумаги. Бутылку он все время встряхивал. Какое физическое явление помогло ему отмыть бутылку?
Слайд №32
Текст слайда: Шевели мозгами… Почему металлические ступеньки (лестницы, подножки трамвая, поезда и т.п.) не гладкие, а имеют рельефные выступы?
Слайд №33
Текст слайда: Зачем шины автомобилей делают ребристыми?
Слайд №34
Текст слайда: Шевели мозгами… Что должен сделать водитель машины, подъезжая к крутому повороту? Почему водитель должен быть особенно внимательным в сырую погоду, во время листопада и при гололеде?
Слайд №35
Текст слайда: ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКА 1. Какая сила не позволяет сдвинуть с места тяжелый шкаф? 1) сила трения скольжения; 2) сила трения покоя; 3) сила тяжести 2. Сила трения относится к: 1)силам в механике; 2) силе электрического происхождения; 3) магнитного происхождения. 3. При смазке трущихся поверхностей сила трения … 1) не изменяется; 2) увеличивается; 3) уменьшается 4. Как направлена сила трения, когда брусок движется по столу вправо? 1) вправо; 2) влево, 3) вертикально вниз 5. В гололед тротуары посыпают песком. При этом трение подошв обуви о лед … 1) не изменяется; 2) уменьшается; 3) увеличивается
Слайд №36
Текст слайда: Рефлексия (заполнение концептуальной таблицы) Обмен мнениями, цитаты из таблиц с рефлексией. Фамилия, имя Что знал? Что узнал? С чем не согласен? Что непонятно?
Слайд №37
Текст слайда: ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ Народ сложил множество поговорок о трении. Например: «не подмажешь – не поедешь», «пошло дело как по маслу». Какие пословицы о трении вы знаете? Объясните их физический смысл. § § 38, 39 СТР. 91-95.
