Lucrare de cercetare „Forța de frecare și proprietățile sale utile. Lecția de fizică „Forța de frecare
Citeste si
Instituție de învățământ bugetar municipal
„Școala secundară Pervomaiskaya”
Pervomaisky
Cercetare
„Forța de frecare și ea caracteristici benefice»
Completat de: Platon Alexey,
elev 9 – clasa „D”.
supraveghetor:
,
Profesor de fizică
Pervomaisky
regiunea Tambov
2012
1. Introducere 3
2. Cercetarea opiniei publice. 4
3. Ce este frecarea (un pic de teorie). 5
3.1. Frecarea repausului. 5
3.2. Frecare de alunecare. 6
3.3. Frecare de rulare. 6
3.4. Referință istorică. 8
3.5. Coeficient de frecare. 9
3.6. Rolul forțelor de frecare. unsprezece
4. Rezultatele experimentelor. 12
5. Lucrări de proiectare și concluzii. 13
6. Concluzie. 15
7. Lista literaturii folosite. 16
1. Introducere
Problemă:Pentru a înțelege dacă avem nevoie de forță de frecare și pentru a afla proprietățile sale utile.
Cum accelerează mașina și ce forță o încetinește la frânare? De ce „derapează” mașina pe un drum alunecos? Ce cauzează uzura rapidă a pieselor? De ce nu poate o mașină să se oprească brusc atunci când accelerează la viteze mari? Cum sunt ținute plantele în sol? De ce pește viu greu de ținut? Cum se explică procentul mare de răni și accidente de circulație în timpul gheții negre în perioada de iarna?
Legile frecării oferă răspunsuri la aceste și multe alte întrebări legate de mișcarea corpurilor.
Din întrebările de mai sus rezultă că frecarea este atât un fenomen dăunător, cât și benefic.
În secolul al XVIII-lea, un fizician francez a descoperit legea conform căreia forța de frecare între solide nu depinde de aria de contact, ci este proporțională cu forța de reacție a suportului și depinde de proprietățile suprafețelor de contact. . Dependența forței de frecare de proprietățile suprafețelor de contact este caracterizată de coeficientul de frecare. Coeficientul de frecare se află în intervalul de la 0,5 la 0,15. Deși de atunci au fost înaintate multe ipoteze pentru a explica această lege, încă nu există o teorie completă a forței de frecare. Frecarea este determinată de proprietățile suprafeței solidelor și acestea sunt foarte complexe și nu au fost încă explorate pe deplin.
Principalele obiective ale acestui proiect : 1) Să studieze natura forțelor de frecare; să investigheze factorii de care depinde frecarea; luați în considerare tipurile de frecare.
2) Aflați cum a primit o persoană cunoștințe despre acest fenomen, care este natura lui.
3) Arată ce rol joacă fenomenul de frecare sau absența acestuia în viața noastră; răspunde la întrebarea: „Ce știm despre acest fenomen?”
4) Creați experimente demonstrative; explica rezultatele fenomenelor observate.
Sarcini: Să urmărească experiența istorică a omenirii în utilizarea și aplicarea acestui fenomen; aflați natura fenomenului de frecare, legile frecării; efectuați experimente care confirmă regularitățile și dependențele forței de frecare; gândiți și creați experimente demonstrative care să demonstreze dependența forței de frecare de forța presiunii normale, de proprietățile suprafețelor de contact, de viteza mișcării relative a corpurilor.
Pentru atingerea acestor obiective, acest proiect a lucrat în următoarele domenii:
1) Cercetarea opiniei publice;
2) Studiul teoriei frecării;
3) Experimentare;
4) Design.
Urgența problemei. Fenomenul de frecare este foarte frecvent în viața noastră. Toate mișcările corpurilor în contact unul față de celălalt au loc întotdeauna cu frecare. Forța de frecare afectează întotdeauna într-o măsură mai mare sau mai mică natura mișcării.
Ipoteză. Forța de frecare este utilă, depinde de tipul suprafețelor de frecare și de forța de presiune.
Semnificație practică constă în aplicarea dependenţei forţei de frecare de forţa de reacţie a suportului, de proprietăţile suprafeţelor de contact, de viteza de mişcare în natură. De asemenea, este necesar să se țină cont de acest lucru în tehnologie și în viața de zi cu zi.
Interes științific constă în faptul că în procesul studierii acestei probleme s-au obținut unele informații despre aplicație practică fenomene de frecare.
2. Cercetarea opiniei publice.
Obiective: arătați ce rol joacă fenomenul de frecare sau absența acestuia în viața noastră; răspunde la întrebarea: „Ce știm despre acest fenomen?”
Au fost studiate proverbe și zicători, în care se manifestă forța de frecare a repausului, rostogolirii, alunecării, s-a studiat experiența umană în aplicarea frecării, modalități de combatere a frecării.
Proverbe și zicători:
Nu va fi zăpadă, nu va fi nici urmă.
Un cărucior liniştit va fi pe munte.
Este dificil să înoți pe apă.
Îți place să călărești, îți place să cari sănii.
Răbdarea și munca vor macina totul.
Din asta, căruța cânta că nu mai mânca gudron de mult.
Și mâzgăliri, și role, și trăsături, și role. Și totul cu limbaj.
El minte că coase cu mătase.
Luați o monedă și frecați-o pe o suprafață aspră. Vom simți clar rezistența - aceasta este forța de frecare. Dacă freci mai repede, moneda va începe să se încălzească, amintindu-ne că căldura este eliberată în timpul frecării - un fapt cunoscut omului din epoca de piatră, deoarece în acest fel oamenii au învățat prima dată să facă foc.
Frecarea ne permite să mergem, să stăm, să lucrăm fără teamă că cărțile și caietele vor cădea de pe masă, că masa va aluneca până când se lovește de un colț, iar stiloul ne alunecă din degete.
Frecarea contribuie la stabilitate. Tâmplarii nivelează podeaua astfel încât mesele și scaunele să rămână acolo unde sunt.
Cu toate acestea, puțină frecare pe gheață poate fi folosită cu succes din punct de vedere tehnic. Dovadă în acest sens sunt așa-numitele drumuri de gheață, care au fost amenajate pentru îndepărtarea lemnului de pe locul de tăiere la calea ferata sau la punctele de fuziune. Pe un astfel de drum, care are șine netede de gheață, doi cai trag o sanie încărcată cu 70 de tone de bușteni.
Frecarea nu este doar o frână la mișcare. Acesta este de asemenea Motivul principal purta dispozitive tehnice, o problemă cu care omul s-a confruntat și în zorii civilizației. În timpul săpăturilor unuia dintre cele mai vechi orașe sumeriene - Uruk - au fost găsite rămășițele unor roți masive din lemn, care au o vechime de 4,5 mii de ani. Roțile sunt împânzite cu cuie de cupru cu scopul evident de a proteja trenul de vagon de uzură.
Și în epoca noastră, lupta împotriva uzurii dispozitivelor tehnice este cea mai importantă problemă de inginerie, solutie de succes care ar economisi zeci de milioane de tone de oțel și metale neferoase, ar reduce drastic producția multor mașini și piese de schimb pentru acestea.
Deja în antichitate, inginerii aveau la dispoziție mijloace atât de importante de reducere a frecării în mecanismele în sine, precum un lagăr simplu metalic înlocuibil lubrifiat cu grăsime sau ulei de masline, și chiar un rulment de rulare.
Primii rulmenți din lume sunt bucle de centură care susțin osiile cărucioarelor sumeriene antediluviane.
Rulmenții cu inserții metalice înlocuibile erau bine cunoscuți în Grecia antică unde erau folosite în porţi de fântână şi mori.
Desigur, frecarea joacă un rol pozitiv în viața noastră, dar este și periculoasă pentru noi, mai ales iarna, în perioada de gheață.
3. Ce este frecarea (o mică teorie)
Obiective:să studieze natura forțelor de frecare; să investigheze factorii de care depinde frecarea; luați în considerare tipurile de frecare.
Forța de frecare
Dacă încercăm să mutăm dulapul, vom vedea imediat că nu este atât de ușor să o facem. Mișcarea lui va fi împiedicată de interacțiunea picioarelor cu podeaua pe care stă. Există 3 tipuri de frecare: frecare statică, frecare de alunecare, frecare de rulare. Vrem să aflăm cum diferă aceste specii unele de altele și ce au în comun?
3.1. Frecarea repausului
Pentru a afla esența acestui fenomen, puteți efectua un experiment simplu. Să punem blocul pe o scândură înclinată. Dacă unghiul de înclinare al plăcii nu este prea mare, bara poate rămâne pe loc. Ce îl va împiedica să alunece în jos? Frecarea repausului.
Să ne apăsăm mâna pe caietul întins pe masă și să-l mișcăm. Caietul se va mișca în raport cu masă, dar se va odihni în raport cu palma noastră. Cum am făcut ca acest caiet să se miște? Cu ajutorul frecării restului caietului de mână. Frecarea statică deplasează sarcinile pe o bandă transportoare în mișcare, împiedică desfacerea șireturile pantofilor, menține cuiele înfipte într-o placă etc.
Forța de frecare statică poate fi diferită. Crește odată cu forța care se străduiește să mute corpul de la locul său. Dar pentru oricare două corpuri în contact, are o anumită valoare maximă, care nu poate fi mai mare decât. De exemplu, pentru un bloc de lemn situat pe placa de lemn, forța maximă de frecare statică este de aproximativ 0,6 din greutatea sa. Prin aplicarea unei forţe asupra corpului care depăşeşte putere maxima restul frecării, vom muta corpul de la locul său și va începe să se miște. Frecarea statică va fi apoi înlocuită cu frecarea de alunecare.
3.2. Frecare de alunecare
Ce face ca sania care se rostogolește pe munte să se oprească treptat? din cauza frecării de alunecare. De ce un disc care alunecă pe gheață încetinește? Datorită frecării de alunecare, întotdeauna îndreptată în direcția opusă direcției de mișcare a corpului. Cauzele forței de frecare:
1) Rugozitatea suprafețelor corpurilor în contact. Chiar și acele suprafețe care arată netede, de fapt, au întotdeauna neregularități microscopice (proeminențe, depresiuni). Când un corp alunecă peste suprafața altuia, aceste nereguli se prind unele de altele și astfel interferează cu mișcarea;
2) atracție intermoleculară care acționează la punctele de contact ale corpurilor de frecare. Există atracție între moleculele unei substanțe la distanțe foarte mici. Atractia moleculara se manifesta in acele cazuri cand suprafetele corpurilor in contact sunt bine lustruite. Deci, de exemplu, cu alunecarea relativă a două metale cu suprafețe foarte curate și uniforme, prelucrate în vid folosind o tehnologie specială, forța de frecare este mult mai puternică decât forța de frecare dintre blocurile de lemn între ele, iar alunecarea ulterioară devine imposibilă. .
3.3. frecare de rulare
Dacă corpul nu alunecă pe suprafața altui corp, ci, ca o roată sau un cilindru, se rostogolește, atunci frecarea care are loc în punctul de contact al acestora se numește frecare de rulare. Roata de rulare este oarecum presată în patul drumului și, prin urmare, există întotdeauna un mic tubercul în fața ei, care trebuie depășit. Tocmai faptul că roata de rulare trebuie să intre în mod constant în tuberculul care apare în față, iar frecarea de rulare se datorează. În același timp, cu cât drumul este mai greu, cu atât mai puțină frecare la rulare. Cu aceleași sarcini, forța de frecare de rulare este mult mai mică decât forța de frecare de alunecare (acest lucru a fost observat în antichitate). Deci, picioarele obiectelor grele, precum paturi, piane etc., sunt prevăzute cu role. În inginerie, pentru a reduce frecarea în mașini, rulmenții cu role, altfel numiți rulmenți cu bile și cu role, sunt utilizați pe scară largă.
Aceste tipuri de frecare sunt denumite frecare uscată. Știm de ce cartea nu cade prin masă. Dar ce o împiedică să alunece dacă masa este ușor înclinată? Răspunsul nostru este frecarea! Vom încerca să explicăm natura forței de frecare.
La prima vedere, este foarte simplu de explicat originea forței de frecare. La urma urmei, suprafața mesei și coperta cărții sunt aspre. Acest lucru se simte la atingere și la microscop se poate observa că suprafața unui corp solid seamănă mai ales cu o țară muntoasă. Nenumărate proeminențe se lipesc unele de altele, se deformează puțin și împiedică alunecarea cărții. Astfel, forța de frecare statică este cauzată de aceleași forțe de interacțiune moleculară ca și elasticitatea obișnuită.
Dacă creștem înclinarea mesei, cartea va începe să alunece. Evident, în acest caz, începe „ciobirea” tuberculilor, ruperea legăturilor moleculare care nu sunt capabile să reziste la sarcina crescută. Forța de frecare încă acționează, dar va fi deja forța de frecare de alunecare. Nu este greu de detectat „clivajul” tuberculilor. Rezultatul acestei „ciobiri” este uzura pieselor de frecare.
S-ar părea că cu cât suprafețele sunt lustruite mai atent, cu atât ar trebui să fie mai mică forța de frecare. Într-o anumită măsură, așa este. Măcinarea reduce, de exemplu, forța de frecare dintre două bare de oțel. Dar nu nelimitat! Forța de frecare începe brusc să crească cu o creștere suplimentară a netezimii suprafeței. Acest lucru este neașteptat, dar de înțeles.
Pe măsură ce suprafețele sunt netezite, acestea se potrivesc din ce în ce mai aproape una de cealaltă.
Cu toate acestea, atâta timp cât înălțimea neregulilor depășește mai multe raze moleculare, nu există forțe de interacțiune între moleculele suprafețelor învecinate. La urma urmei, acestea sunt forțe cu rază foarte scurtă de acțiune. Când se atinge o anumită perfecțiune a șlefuirii, suprafețele se vor apropia atât de mult încât forțele de coeziune ale moleculelor vor intra în joc. Ele vor începe să prevină mișcarea barelor una față de alta, ceea ce asigură forța de frecare statică. Când barele netede alunecă, legăturile moleculare dintre suprafețele lor sunt rupte, la fel cum legăturile din interiorul tuberculilor înșiși sunt distruse pe suprafețele aspre. Ruperea legăturilor moleculare este principala diferență dintre forțele de frecare și forțele elastice. Când apar forțe elastice, astfel de discontinuități nu apar. Din acest motiv, forțele de frecare depind de viteză.
Adesea, cărțile populare și poveștile științifico-fantastice descriu o imagine a unei lumi fără fricțiuni. Astfel, puteți arăta foarte clar atât beneficiile, cât și daunele frecării. Dar nu trebuie să uităm că frecarea se bazează pe forțele electrice de interacțiune ale moleculelor. Distrugerea frecării ar însemna de fapt distrugerea forțelor electrice și, în consecință, inevitabila dezintegrare completă a materiei.
Dar cunoștințele despre natura frecării nu ne-au venit de la sine. Aceasta a fost precedată de un mare cercetare oameni de știință experimentali de câteva secole. Nu toate cunoștințele au prins rădăcini ușor și simplu, multe au necesitat verificări și dovezi experimentale multiple. Cele mai strălucite minți ale ultimelor secole au studiat dependența modulului forței de frecare de mulți factori: de aria de contact dintre suprafețe, de tipul de material, de sarcină, de neregularitățile și rugozitatea suprafeței, de viteza relativă a mișcarea corpurilor. Numele acestor oameni de știință: Leonardo da Vinci, Amonton, Leonard Euler, Charles Coulomb - acesta este cel mai nume celebre, dar mai existau muncitori obișnuiți ai științei. Toți oamenii de știință care au participat la aceste studii au pus la punct experimente în care s-a lucrat pentru a depăși forța de frecare.
3.4. Referință istorică
Era 1500 . Marele artist, sculptor și om de știință italian Leonardo da Vinci a efectuat experimente ciudate, care i-au surprins pe studenții săi.
A târât de-a lungul podelei, acum o frânghie strâns răsucită, apoi aceeași frânghie pe toată lungimea ei. El a fost interesat de răspunsul la întrebarea: forța frecării de alunecare depinde de dimensiunea zonei corpurilor în contact în mișcare? Mecanicii din acea vreme erau profund convinși că, cu cât aria de contact era mai mare, cu atât forța de frecare era mai mare. Ei au raționat așa ceva: cu cât mai multe astfel de puncte, cu atât este mai mare forța. Este destul de evident că pe o suprafață mai mare vor exista mai multe astfel de puncte de contact, așa că forța de frecare ar trebui să depindă de zona corpurilor de frecare.
Leonardo da Vinci s-a îndoit și a început să efectueze experimente. Și am obținut o concluzie uimitoare: forța frecării de alunecare nu depinde de zona corpului în contact. Pe parcurs, Leonardo da Vinci a studiat dependența forței de frecare de materialul din care sunt fabricate corpurile, de mărimea sarcinii asupra acestor corpuri, de viteza de alunecare și de gradul de netezime sau rugozitate al suprafeței lor. A obtinut urmatoarele rezultate:
1. Nu depinde de zonă.
2. Nu depinde de material.
3. Depinde de mărimea sarcinii (proporțional cu aceasta).
4. Nu depinde de viteza de alunecare.
5. Depinde de rugozitatea suprafeței.
1699 . Omul de știință francez Amonton, în urma experimentelor sale, a răspuns la aceleași cinci întrebări în acest fel. Pentru primele trei - la fel, pentru a patra - depinde. Pe a cincea - nu depinde. Sa dovedit, iar Amonton a confirmat o concluzie atât de neașteptată a lui Leonardo da Vinci despre independența forței de frecare față de zona corpurilor în contact. Dar, în același timp, nu a fost de acord cu el că forța de frecare nu depinde de viteza de alunecare; el credea că forța de frecare de alunecare depinde de viteză, dar nu a fost de acord cu faptul că forța de frecare depinde de rugozitatea suprafeței.
În secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, au existat până la treizeci de studii pe această temă. Autorii lor au convenit asupra unui singur lucru - forța de frecare este proporțională cu forța presiunii normale care acționează asupra corpurilor în contact. Nu a existat un acord cu privire la alte aspecte. Faptul experimental a continuat să-i dea nedumerire chiar și pe cei mai proeminenți oameni de știință: forța de frecare nu depinde de zona corpurilor de frecare.
1748 . Membru al Academiei Ruse de Științe Leonhard Euler și-a publicat răspunsurile la cinci întrebări despre frecare. Pentru primele trei - la fel ca și precedentele, dar în al patrulea a fost de acord cu Amonton, iar în al cincilea - cu Leonardo da Vinci.
1779 . În legătură cu introducerea în producție a mașinilor și mecanismelor, este nevoie urgentă de un studiu mai profund al legilor frecării. Remarcabilul fizician francez Coulomb a preluat soluția problemei frecării și i-a dedicat doi ani. A pus la punct experimente la un șantier naval dintr-unul din porturile Franței. Acolo a găsit acele condiții practice de producție în care forța de frecare a jucat un rol foarte important rol important. Coulomb a răspuns la toate întrebările - da. Forța totală de frecare într-o mică măsură depinde încă de dimensiunea suprafeței corpurilor de frecare, este direct proporțională cu forța normală de presiune, depinde de materialul corpurilor de contact, depinde de viteza de alunecare și de gradul de netezime a suprafetelor de frecare. În viitor, oamenii de știință au devenit interesați de problema efectului lubrifierii și au fost identificate tipuri de frecare: lichid, curat, uscat și limită.
Răspunsuri corecte
Forța de frecare nu depinde de aria corpurilor în contact, ci depinde de materialul corpurilor: cu cât forța presiunii normale este mai mare, cu atât forța de frecare este mai mare. Măsurătorile precise arată că modulul forței de frecare de alunecare depinde de modulul vitezei relative.
Forța de frecare depinde de calitatea prelucrării suprafețelor de frecare și de creșterea forței de frecare ca urmare. Dacă suprafețele corpurilor în contact sunt lustruite cu grijă, atunci numărul punctelor de contact cu aceeași forță de presiune normală crește și, în consecință, crește și forța de frecare. Frecarea este asociată cu depășirea legăturilor moleculare dintre corpurile aflate în contact.
3.5 Coeficientul de frecare
Forța de frecare depinde de forța de apăsare corp dat la suprafața altui corp, adică de la forța presiunii normale N si asupra calitatii suprafetelor de frecare.
Într-un experiment cu un tribometru, forța presiunii normale este greutatea barului. Să măsurăm forța presiunii normale, egală cu greutatea cupei cu greutăți în momentul alunecării uniforme a barei. Să dublăm acum forța presiunii normale punând greutăți pe bară. Punând greutăți suplimentare pe cupă, facem din nou bara să se miște uniform.
Forța de frecare se va dubla apoi. Pe baza unor astfel de experimente, s-a constatat că, cu materialul și starea suprafețelor de frecare neschimbate, forța de frecare a acestora este direct proporțională cu forța presiunii normale, adică.
Valoarea care caracterizează dependența forței de frecare de material și calitatea prelucrării suprafețelor de frecare se numește coeficient de frecare. Coeficientul de frecare este măsurat printr-un număr abstract care arată ce parte din forța presiunii normale este forța de frecare
μ depinde de o serie de motive. Experiența arată că frecarea dintre corpurile aceleiași substanțe este, în general, mai mare decât între corpurile de aceeași substanță. diferite substanțe. Astfel, coeficientul de frecare al oțelului pe oțel este mai mare decât coeficientul de frecare al oțelului pe cupru. Acest lucru se explică prin prezența forțelor de interacțiune moleculară, care sunt mult mai mari pentru moleculele omogene decât pentru cele eterogene.
Afectează frecarea și calitatea prelucrării suprafețelor de frecare.
Când calitatea prelucrării acestor suprafețe este diferită, atunci dimensiunile rugozității pe suprafețele de frecare nu sunt, de asemenea, aceleași, cu atât aderența acestor rugozități este mai puternică, adică cu atât frecarea μ este mai mare. Prin urmare, același material și calitate de prelucrare a ambelor suprafețe de frecare corespunde cu cea mai mare valoare a font-size: 14.0pt; line-height: 115%"> forte de interactiune. Dacă în formula anterioară de sub F tr înseamnă forța de frecare de alunecare, atunci μ va desemna coeficientul de frecare de alunecare, dacă FTP înlocuiți cu cea mai mare valoare a forței de frecare statică F max ., atunci μ va desemna coeficientul de frecare statică
Acum să verificăm dacă forța de frecare depinde de zona de contact a suprafețelor de frecare. Pentru a face acest lucru, punem 2 bare identice pe patinele tribometrului și măsurăm forța de frecare dintre patine și bara „dublă”. Apoi le punem pe ghidaje separat, interconectându-le unele cu altele și măsurăm din nou forța de frecare. Se pare că, în ciuda creșterii suprafețelor de frecare în al doilea caz, forța de frecare rămâne aceeași. Rezultă că forța de frecare nu depinde de mărimea suprafețelor de frecare. Astfel, la prima vedere, un rezultat ciudat al experimentului este explicat foarte simplu. Prin creșterea zonei suprafețelor de frecare, am crescut astfel numărul de nereguli care se angajează între ele pe suprafața corpurilor, dar în același timp am redus forța cu care aceste nereguli sunt apăsate unele împotriva altora, deoarece am distribuit greutatea barelor pe o suprafață mare.
Experiența a arătat că forța de frecare depinde de viteza de mișcare. Cu toate acestea, la viteze mici, această dependență poate fi neglijată. În timp ce viteza de mișcare este scăzută, forța de frecare crește odată cu creșterea vitezei. Pentru viteze mari se observă o relație inversă: cu creșterea vitezei, forța de frecare scade. Trebuie remarcat faptul că toate relațiile stabilite pentru forța de frecare sunt aproximative.
Forța de frecare variază semnificativ în funcție de starea suprafețelor de frecare. Descrește mai ales puternic în prezența unui strat de lichid, cum ar fi uleiul, între suprafețele de frecare (lubrefiere). Lubrifierea este utilizată pe scară largă în inginerie pentru a reduce forțele de frecare dăunătoare.
3.6. Rolul forțelor de frecare
În tehnologie și Viata de zi cu zi forțele de frecare joacă un rol important. În unele cazuri, forțele de frecare sunt benefice, în altele sunt dăunătoare. Forța de frecare ține cuiele, șuruburile, piulițele antrenate; ține fire în materie, noduri legate etc. În absența frecării, ar fi imposibil să coaseți haine, să asamblați un războaie, să puneți împreună o cutie.
Frecarea crește rezistența structurilor; fără frecare, nu se poate efectua nici așezarea pereților unei clădiri, nici fixarea stâlpilor de telegraf, nici fixarea pieselor de mașini și structuri cu șuruburi, cuie, șuruburi. Fără frecare, plantele nu ar putea fi ținute în sol. Prezența frecării statice permite unei persoane să se miște pe suprafața Pământului. Mergând, o persoană împinge Pământul înapoi de la sine, iar Pământul împinge persoana înainte cu aceeași forță. Forța care propulsează o persoană înainte este egală cu forța de frecare statică dintre talpa piciorului și Pământ.
Cum om mai puternicîmpinge Pământul înapoi, cu atât forța de frecare statică aplicată piciorului este mai mare și cu atât persoana se mișcă mai repede.
Când o persoană împinge Pământul cu o forță mai mare decât forța de frecare statică finală, piciorul alunecă înapoi, îngreunând mersul. Amintește-ți cât de dificil este să mergi pe gheață alunecoasă. Pentru a facilita mersul pe jos, este necesar să creșteți frecarea statică. În acest scop, suprafața alunecoasă este presărată cu nisip. Acest lucru se aplică și mișcării unei locomotive electrice, a unei mașini. Roțile conectate la motor se numesc roți motrice.
Când roata motoare cu forță, creat de motor, împinge șina înapoi, apoi o forță egală cu frecarea statică și aplicată pe axul roții deplasează locomotiva electrică sau vagonul înainte. Deci frecarea dintre roata motoare și șină sau sol este utilă. Dacă este mică, atunci roata alunecă, iar locomotiva electrică sau mașina sta pe loc. Frecarea, de exemplu, între părțile mobile ale unei mașini care rulează este dăunătoare. Pentru a crește frecarea, stropiți șinele cu nisip. Este foarte dificil să mergi și să te deplasezi în mașini în condiții de gheață, deoarece frecarea statică este foarte mică. În aceste cazuri, se stropește nisip pe trotuare și se pun lanțuri pe roțile mașinilor pentru a crește frecarea de repaus.
Forța de frecare este folosită și pentru a menține corpurile în repaus sau pentru a le opri dacă se mișcă. Rotirea roților este oprită cu ajutorul plăcuțelor de frână, care sunt apăsate de janta roții într-un fel sau altul. Frânele cu aer sunt cele mai comune, în care plăcuța de frână este apăsată pe roată folosind aer comprimat.
Să luăm în considerare mai detaliat mișcarea unui cal care trage o sanie. Calul își pune picioarele și își încordează mușchii în așa fel încât, în absența frecării de repaus, picioarele să alunece înapoi. În acest caz, apar forțe de frecare statică îndreptate înainte. Pe sanie, pe care calul o trage înainte prin urme cu forță , forța de frecare de alunecare care acționează înapoi de la sol. Pentru ca calul și sania să câștige accelerație, este necesar ca forța de frecare a copitelor calului pe suprafața drumului să fie mai mare decât forța de frecare care acționează asupra saniei. Totuși, oricât de mare ar fi coeficientul de frecare al potcoavelor pe sol, forța de frecare statică nu poate fi mai mare decât forța care trebuia să facă alunecarea copitelor, adică puterea mușchilor calului. Prin urmare, chiar și atunci când picioarele calului nu alunecă, totuși, uneori, el nu poate mișca sania grea. La deplasare (când a început alunecarea), forța de frecare scade oarecum; prin urmare, este de multe ori suficient doar pentru a ajuta calul să mute sania de la locul ei, pentru ca ulterior să o poată transporta.
4. Rezultate experimentale
Ţintă:aflați dependența forței de frecare de alunecare de următorii factori:
De la sarcină;
Din zona de contact a suprafețelor de frecare;
Din materiale de frecare (cu suprafete uscate).
Dotare: dinamometru de laborator cu forta de arc 40 N/m; dinamometru demonstrativ rotund (limită - 12N); bare de lemn- 2 bucăți; un set de mărfuri; placa de lemn; o bucată de tablă metalică; bară plată din fontă; gheaţă; cauciuc.
Rezultate experimentale
1. Dependența forței de frecare de alunecare de sarcină.
m, (g) | 1120 |
||
FTP(H) |
2. Dependența forței de frecare de zona de contact a suprafețelor de frecare.
S (cm2) | |||
FTP(H) | 0,35 | 0,35 | 0,37 |
3. Dependența forței de frecare de mărimea neregularităților suprafețelor de frecare: lemn pe lemn ( diferite căi tratamente de suprafață).
1 lăcuită | 2 din lemn | 3 tesut |
|
0,9N | 1, 4N |
În studiul forței de frecare din materialele suprafețelor de frecare, folosim o bară cu o masă de 120 g și diferite suprafețe de contact. Folosim formula:
Am calculat coeficienții de frecare de alunecare pentru următoarele materiale:
Nu. p / p | Materiale de frecare (suprafețe uscate) | Coeficient de frecare (la mișcare) |
Lemn cu lemn (medie) | 0,28 |
|
Lemn pe lemn (de-a lungul fibrelor) | 0,07 |
|
lemn pentru metal | 0,39 |
|
lemn pentru fontă | 0,47 |
|
copac pe gheață | 0,033 |
5. Lucrări de proiectare și concluzii
Obiective:creați experimente demonstrative; explica rezultatele fenomenelor observate.
Experimente de frecare
După ce am studiat literatura de specialitate, am selectat mai multe experimente pe care am decis să le realizăm singuri. Ne-am gândit la experimente și am încercat să explicăm rezultatele experimentelor noastre. Ca dispozitive și unelte, am luat: o riglă de lemn, cuțite, șmirghel, o roată de șlefuit.
Experiența #1
O cutie cilindrică cu un diametru de 20 cm și o înălțime de 7 cm este umplută cu nisip. O figurină ușoară cu o sarcină pe picioare este îngropată în nisip, iar pe suprafața ei este plasată o minge de metal. Când cutia este scuturată, figurina iese din nisip, iar mingea se scufundă în ea. Când nisipul este scuturat, forțele de frecare dintre boabele de nisip sunt slăbite, acesta devine mobil și capătă proprietățile unui lichid. Prin urmare, corpurile grele „se scufundă” în nisip, iar cele ușoare „plutesc”.
Experienţă№ 2 Punctul cuțitelor în ateliere. Tratarea suprafeței pieselor cu șmirghel. Fenomenele se bazează pe despărțirea crestăturilor între suprafețele de contact.
Experiența #3Odată cu îndoirea și îndoirea repetată a firului, punctul de îndoire se încălzește. Acest lucru se datorează frecării dintre straturile individuale de metal.
De asemenea, atunci când freci o monedă pe o suprafață orizontală, moneda se încălzește.
Multe fenomene pot fi explicate prin rezultatele acestor experimente.
De exemplu, cazul din ateliere. În timp ce lucram la mașină, aveam fum între suprafețele de frecare ale părților mobile ale mașinii. Acest lucru se datorează fenomenului de frecare între suprafețele de contact. Pentru a preveni acest fenomen, a fost necesară lubrifierea suprafețelor de frecare și, prin urmare, reducerea forței de frecare.
6. Concluzie
Am aflat că o persoană folosește de mult cunoștințele despre fenomenul de frecare, obținute empiric. Incepand cu XV - XVI secole, cunoștințele despre acest fenomen devin științifice: se efectuează experimente pentru a determina dependența forței de frecare de mulți factori, regularitățile sunt clarificate.
Acum știm exact de ce depinde forța de frecare și ce nu o afectează. Mai precis, forța de frecare depinde de: sarcina sau masa corporală; de tipul suprafețelor de contact; asupra vitezei mișcării relative a corpurilor; pe dimensiunea suprafeţelor neuniforme sau aspre. Dar nu depinde de zona de contact.
Acum putem explica toate regularitățile observate în practică prin structura materiei, prin forța de interacțiune dintre molecule.
Am efectuat o serie de experimente, am făcut aproximativ aceleași experimente ca și oamenii de știință și am obținut aproximativ aceleași rezultate. S-a dovedit că experimental am confirmat toate afirmațiile făcute de noi.
Am creat o serie de experimente pentru a ajuta la înțelegerea și explicarea unora dintre observațiile „dificile”.
Dar, poate cel mai important, am realizat cât de grozav este să dobândim noi înșine cunoștințe și apoi să le împărtășim altora.
Lista literaturii folosite.
1. Manual elementar de fizică: Ghid de studiu. La ora 3 după-amiaza / Ed. . T.1 Mecanica. Fizica moleculară. M.: Nauka, 1985.
2., Lepra de mecanică și tehnologie: Cartea. pentru studenti. – M.: Iluminismul, 1993.
3. Bytko, părțile 1 și 2. Mecanică. Fizica moleculară și căldură. M.: facultate, 1972.
4. Enciclopedie pentru copii. Volumul 16. Fizica Partea 1 Biografia fizicii. Călătorie în adâncurile materiei. Tabloul mecanic al lumii / Capitolul. Ed. . - M.: Avanta +, 2000
· http://demo. Acasă. nov. ro / favorit . htm
· http://gannalv. *****/tr/
· http://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
· http://class-physics. *****/7_tren. htm
· http://www. *****/component/option, com_frontpage/Itemid,1/
Relevanță: Lucrarea are scopul de a forma o viziune asupra lumii despre realitate. Legile frecării oferă răspunsuri la multe întrebări importante legate de mișcarea corpurilor. Relevanța temei este că leagă teoria cu practica, dezvăluie posibilitatea de a explica natura, aplicarea și utilizarea materialului studiat. acest lucru permite dezvoltarea gândire creativă capacitatea de a dobândi cunoștințe de la diverse surse, analizează fapte, efectuează experimente, fac generalizări, își exprimă propriile judecăți, gândesc la misterele naturii și caută o cale către adevăr.
Să urmărească experiența istorică a omenirii în utilizarea și aplicarea acestui fenomen; aflați natura fenomenului de frecare, legile frecării; efectuați experimente care confirmă regularitățile și dependențele forței de frecare; efectuați experimente demonstrative care să demonstreze dependența forței de frecare de forța presiunii normale, de proprietățile suprafețelor de contact.
Cosi, scuipă, în timp ce rouă, rouă în jos - și ești acasă. Dacă nu, nu vei merge. Lucrurile au mers ca un ceas. Se va potrivi în suflet fără săpun. Călărește ca brânza în unt. Din asta căruța cânta că nu a mai mâncat gudron de multă vreme.Proverbele se explică prin existența frecării și utilizarea lubrifiantului pentru a o reduce.
Apa liniștită spălă malurile.Între straturile individuale de apă care curge în râu, există frecare, care se numește internă. În acest sens, viteza de curgere a apei în diferite părți ale secțiunii transversale a canalului râului nu este aceeași: cea mai mare este în mijlocul canalului, cea mai mică este lângă maluri. Forța de frecare nu numai că încetinește apa, ci acționează și pe țărm, smulgând particulele de sol și, prin urmare, spălând-o.
3. Istoria studiului frecării de Leonardo da Vinci Euler Leonard Amont Coulomb Charles Augustin de
An Numele omului de știință DEPENDENȚĂ a modulului forței de frecare de alunecare de suprafața corpurilor de contact pe material pe sarcină de viteza relativă de mișcare a suprafețelor de frecare asupra gradului de rugozitate a suprafeței 1500 Leonardo da Vinci Nu Da Nu Da 1699Amonton Nu Da Nu 1748 Leonhard Euler Nu Da 1779Coulomb Da 1883N.P.Petrov Nu Da
Concluzie: Forța de frecare de alunecare depinde de sarcină, cu cât sarcina este mai mare, cu atât forța de frecare este mai mare. Rezultate experimentale: 1. Dependența forței de frecare de alunecare de sarcină. m (g) F tp (N) 0,50,81,0
Când legăm o curea Fără frecare, toate firele ar aluneca din material. Fără frecare, toate nodurile s-ar fi dezlegat. Fără frecare, ar fi imposibil să faci un pas și, în general, să stai în picioare. Frecarea ia parte acolo unde nici nu o bănuim Concluzie Când coasem Când mergem
Am aflat că o persoană folosește de mult cunoștințele despre fenomenul de frecare, obținute empiric. Am creat o serie de experimente pentru a ajuta la înțelegerea și explicarea unor observații dificile. Forța de frecare are loc între suprafețele de contact. Forța de frecare depinde de tipul suprafețelor în contact. Forța de frecare nu depinde de suprafața suprafețelor de frecare. Forța de frecare scade atunci când frecarea de alunecare este înlocuită cu frecarea de rulare, când suprafețele de frecare sunt lubrifiate. Concluzii bazate pe rezultatele muncii:
Forța de frecare.
Lecție-experiment. clasa a 7-a. Un nivel de bază de.
Profesor: Lesnova E.Yu.
Ţintă: să familiarizeze elevii cu fenomenul de frecare. Stabiliți experimental de ce depinde această forță. Continuați formarea deprinderilor de utilizare a instrumentelor, analiza și compararea rezultatelor experimentelor.
Echipament: un dinamometru, o placă - netedă pe o parte, aspră pe cealaltă, un bloc de lemn cu cârlige, un set de greutăți, o cuvă cu apă, un cărucior pe roți.
Clasa este împărțită în 4 grupe. Fiecare grup primește un card de sarcini. Aveți la dispoziție 2 minute pentru a finaliza fiecare sarcină. Dacă grupul nu face față sarcinii, profesorul oferă indicii. Concluziile experimentului sunt consemnate într-un caiet.
Planul lecției
Studiul materialului nou, sistematizarea celui studiat.
Reflecţie.
teme pentru acasă
Mesajul profesorului
Completarea tabelului
Efectuați experimente și explicați rezultatele.
Înregistrarea concluziilor într-un caiet.
Răspunsuri la întrebări. Înregistrare teme pentru acasă.
Sarcini pentru grupuri.
Exercitiul 1.
Aflați de ce și de ce depinde modulul de frecare de alunecare.
Sarcina 2.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele forțelor de frecare de alunecare și de rulare.
Sarcina 3.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele de frecare de alunecare uscată și lichidă.
Sfat nr. 1 (la sarcina 1)
Aflați cum modulul forței de frecare depinde de tipul suprafețelor și de forța de presiune.
Sfat #2 (la sarcina 2)
1. Folosind un dinamometru amplasat orizontal, mutați uniform un bloc de lemn cu două greutăți, mai întâi pe o suprafață netedă a plăcii, apoi pe una aspră. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
2. Folosind un dinamometru așezat orizontal, deplasați uniform blocul de lemn pe suprafața aspră a plăcii - mai întâi cu o încărcare, apoi cu două, trei. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat nr. 1 (la sarcina 2)
Măsurați modulul de frecare de alunecare și modulul de frecare de rulare.
Sfat #2 (la sarcina 2)
1. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare de rulare în timp ce mișcați căruciorul cu roți uniform, cu șase greutăți în interior.
2. Scoateți roțile și măsurați frecarea de alunecare în timp ce mutați căruciorul fără roți (cu aceleași greutăți). Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat #1 (la sarcina 3)
Aflați cum depinde modulul forței de frecare atunci când mutați un bloc de lemn de-a lungul unui solid și suprafata lichida.
Sfat #2 (la sarcina 3)
1. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând blocul uniform pe o suprafață dură.
2. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând bara uniform pe suprafața lichidului din vas. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
În timpul orelor.
1 .Motivația. Orice descoperire este însoțită de experiență, de talentul unui cercetător și chiar de șansă. Astăzi în lecție vom încerca să facem și noi descoperiri mici, dar independente. Lucrăm în grupuri. Regulile sunt scrise pe tablă.
2 . Învățarea de materiale noi. profesorul împinge un bloc de lemn pe o scândură de lemn.
Ce s-a întâmplat cu viteza barei? De ce se schimbă viteza barei? Ce forță a făcut corpul să se oprească? Aceasta este forța de frecare și o vom studia în lecție.
Să continuăm completarea tabelului, folosind paragraful nr. 24. Îmi iau 8 minute la muncă.
direcţie
Metodă de măsurare
Imagine grafică
Motive pentru apariția puterii
Se verifică umplerea tabelului-3min.
Profesorul explică ce este tipuri diferite frecare: forța de frecare de alunecare, rulare, frecare uscată pe suprafață, frecare lichidă.
Lucrați în grupuri pe teme.
După discuție, rezultatele experimentelor sunt discutate și înregistrate într-un caiet.
3. Reflecție.
Și acum toată lumea își va exprima atitudinea față de lecție, începând afirmația cu cuvintele:
1. Cele mai importante concluzii despre forța de frecare sunt
2. Știi că astăzi la lecția pe care am învățat-o...
3. Cel mai mult îmi amintesc astăzi....
4. cel mai interesant a fost...
Dacă o persoană, prin harnicia sa, ajunge la adevăr în ceva, atunci aceasta este descoperirea lui.
D / C: citiți notele din caiet, dați exemple de frecare utile și dăunătoare.
Exercitiul 1.
Sarcina 2.
Sarcina 3.
Sarcina 4.
Exercitiul 1.
Aflați de ce și de ce depinde modulul de frecare de alunecare.
Sarcina 2.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele forțelor de frecare de alunecare și de rulare.
Sarcina 3.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele de frecare de alunecare uscată și lichidă.
Sarcina 4.
Comparați modulul forței de frecare de alunecare din zona suprafețelor de contact.
Sfat nr. 1 (la sarcina 1)
Sfat #2 (la sarcina 1)
Sfat nr. 1 (la sarcina 2)
Sfat #2 (la sarcina 2)
Sfat #1 (la sarcina 3)
Sfat #2 (la sarcina 3)
Sfat #1 (la sarcina 4)
Măsurați modulul forței de frecare de alunecare pentru diferite zone ale suprafețelor de contact.
Sfat #2 (la sarcina 4)
1.Folosind un dinamometru amplasat orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând blocul uniform pe suprafața plăcii, astfel încât să fie în contact cu placa cu o suprafață mai mare.
2. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând blocul uniform pe suprafața plăcii, astfel încât să fie în contact cu placa cu o zonă mai mică.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
a puterii lor.
Vorbește în numele grupului onorabil.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
Fii conștiincios față de camarazii tăi, lucrează la maxim a puterii lor.
Ascultați fiecare membru al grupului cu atenție, fără a întrerupe.
Vorbește scurt, clar, astfel încât toată lumea să poată vorbi
Sprijiniți-vă unul pe celălalt în ciuda diferențelor intelectuale.
Când respingi o idee, fii politicos și nu uita să oferi o alternativă.
Dacă nimeni nu poate începe să vorbească, începeți în sensul acelor de ceasornic de la căpitan (coordonator)
Vorbește în numele grupului onorabil. Acest lucru nu este făcut de kamikaze, ci de reprezentantul său plenipotențiar antrenat de întregul grup.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
Fii conștiincios față de camarazii tăi, lucrează la maxim a puterii lor.
Ascultați fiecare membru al grupului cu atenție, fără a întrerupe.
Vorbește scurt, clar, astfel încât toată lumea să poată vorbi
Sprijiniți-vă unul pe celălalt în ciuda diferențelor intelectuale.
Când respingi o idee, fii politicos și nu uita să oferi o alternativă.
Dacă nimeni nu poate începe să vorbească, începeți în sensul acelor de ceasornic de la căpitan (coordonator)
Vorbește în numele grupului onorabil. Acest lucru nu este făcut de kamikaze, ci de reprezentantul său plenipotențiar antrenat de întregul grup.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
Fii conștiincios față de camarazii tăi, lucrează la maxim a puterii lor.
Ascultați fiecare membru al grupului cu atenție, fără a întrerupe.
Vorbește scurt, clar, astfel încât toată lumea să poată vorbi
Sprijiniți-vă unul pe celălalt în ciuda diferențelor intelectuale.
Când respingi o idee, fii politicos și nu uita să oferi o alternativă.
Dacă nimeni nu poate începe să vorbească, începeți în sensul acelor de ceasornic de la căpitan (coordonator)
Vorbește în numele grupului onorabil. Acest lucru nu este făcut de kamikaze, ci de reprezentantul său plenipotențiar antrenat de întregul grup.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
Fii conștiincios față de camarazii tăi, lucrează la maxim a puterii lor.
Ascultați fiecare membru al grupului cu atenție, fără a întrerupe.
Vorbește scurt, clar, astfel încât toată lumea să poată vorbi
Sprijiniți-vă unul pe celălalt în ciuda diferențelor intelectuale.
Când respingi o idee, fii politicos și nu uita să oferi o alternativă.
Dacă nimeni nu poate începe să vorbească, începeți în sensul acelor de ceasornic de la căpitan (coordonator)
Vorbește în numele grupului onorabil. Acest lucru nu este făcut de kamikaze, ci de reprezentantul său plenipotențiar antrenat de întregul grup.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
Fii conștiincios față de camarazii tăi, lucrează la maxim a puterii lor.
Ascultați fiecare membru al grupului cu atenție, fără a întrerupe.
Vorbește scurt, clar, astfel încât toată lumea să poată vorbi
Sprijiniți-vă unul pe celălalt în ciuda diferențelor intelectuale.
Când respingi o idee, fii politicos și nu uita să oferi o alternativă.
Dacă nimeni nu poate începe să vorbească, începeți în sensul acelor de ceasornic de la căpitan (coordonator)
Vorbește în numele grupului onorabil. Acest lucru nu este făcut de kamikaze, ci de reprezentantul său plenipotențiar antrenat de întregul grup.
CUM SĂ LUCRĂM ÎN GRUP
Fii conștiincios față de camarazii tăi, lucrează la maxim a puterii lor.
Ascultați fiecare membru al grupului cu atenție, fără a întrerupe.
Vorbește scurt, clar, astfel încât toată lumea să poată vorbi
Sprijiniți-vă unul pe celălalt în ciuda diferențelor intelectuale.
Când respingi o idee, fii politicos și nu uita să oferi o alternativă.
Dacă nimeni nu poate începe să vorbească, începeți în sensul acelor de ceasornic de la căpitan (coordonator)
Vorbește în numele grupului onorabil. Acest lucru nu este făcut de kamikaze, ci de reprezentantul său plenipotențiar antrenat de întregul grup.
Exercitiul 1.
Aflați de ce și de ce depinde modulul de frecare de alunecare.
Sarcina 2.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele forțelor de frecare de alunecare și de rulare.
Sarcina 3.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele de frecare de alunecare uscată și lichidă.
Sarcina 4.
Comparați modulul forței de frecare de alunecare din zona suprafețelor de contact.
Exercitiul 1.
Aflați de ce și de ce depinde modulul de frecare de alunecare.
Sarcina 2.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele forțelor de frecare de alunecare și de rulare.
Sarcina 3.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele de frecare de alunecare uscată și lichidă.
Sarcina 4.
Comparați modulul forței de frecare de alunecare din zona suprafețelor de contact.
Exercitiul 1.
Aflați de ce și de ce depinde modulul de frecare de alunecare.
Sarcina 2.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele forțelor de frecare de alunecare și de rulare.
Sarcina 3.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele de frecare de alunecare uscată și lichidă.
Exercitiul 1.
Aflați de ce și de ce depinde modulul de frecare de alunecare.
Sarcina 2.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele forțelor de frecare de alunecare și de rulare.
Sarcina 3.
Comparați, cu aceleași mase de corpuri, modulele de frecare de alunecare uscată și lichidă.
Sfat nr. 1 (la sarcina 1)
Aflați cum modulul forței de frecare depinde de tipul suprafețelor și de forța de presiune.
Sfat #2 (la sarcina 1)
1. Folosind un dinamometru amplasat orizontal, mutați uniform un bloc de lemn cu trei greutăți, mai întâi pe o suprafață netedă a plăcii, apoi pe una aspră. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
2. Folosind un dinamometru așezat orizontal, deplasați uniform blocul de lemn pe suprafața aspră a plăcii - mai întâi cu o încărcare, apoi cu două, trei. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat nr. 1 (la sarcina 2)
Măsurați modulul de frecare de alunecare și modulul de frecare de rulare.
Sfat #2 (la sarcina 2)
1. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare de rulare în timp ce mișcați căruciorul cu roți uniform, cu șase greutăți în interior.
2. Scoateți roțile și măsurați frecarea de alunecare în timp ce mutați căruciorul fără roți (cu aceleași greutăți). Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat #1 (la sarcina 3)
Aflați cum modulul forței de frecare depinde de mișcarea unui bloc de lemn pe o suprafață solidă și lichidă.
Sfat #2 (la sarcina 3)
1. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând blocul uniform pe o suprafață dură.
2. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând bara uniform pe suprafața lichidului din cuvă. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat nr. 1 (la sarcina 1)
Aflați cum modulul forței de frecare depinde de tipul suprafețelor și de forța de presiune.
Sfat #2 (la sarcina 1)
1. Folosind un dinamometru amplasat orizontal, mutați uniform un bloc de lemn cu trei greutăți, mai întâi pe o suprafață netedă a plăcii, apoi pe una aspră. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
2. Folosind un dinamometru așezat orizontal, deplasați uniform blocul de lemn pe suprafața aspră a plăcii - mai întâi cu o încărcare, apoi cu două, trei. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat nr. 1 (la sarcina 2)
Măsurați modulul de frecare de alunecare și modulul de frecare de rulare.
Sfat #2 (la sarcina 2)
1. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare de rulare în timp ce mișcați căruciorul cu roți uniform, cu șase greutăți în interior.
2. Scoateți roțile și măsurați frecarea de alunecare în timp ce mutați căruciorul fără roți (cu aceleași greutăți). Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
Sfat #1 (la sarcina 3)
Aflați cum modulul forței de frecare depinde de mișcarea unui bloc de lemn pe o suprafață solidă și lichidă.
Sfat #2 (la sarcina 3)
1. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând blocul uniform pe o suprafață dură.
2. Folosind un dinamometru orizontal, măsurați mai întâi forța de frecare deplasând bara uniform pe suprafața lichidului din cuvă. Comparați citirile dinamometrului. Faceți o concluzie.
direcţie
Metodă de măsurare
Imagine grafică
Motive pentru apariția puterii
Una dintre probleme scoala moderna- Scăderea interesului pentru fizică. Mi-am pus întrebarea: Ce mijloace poate folosi un profesor pentru a forma la elevi o atitudine pozitivă față de materie, pentru a le trezi interesul cognitiv pentru cunoaștere? Se poate propune o astfel de schemă de educare a școlarilor pentru a fi pasionați de un subiect: de la curiozitate la surpriză, de la ea la curiozitatea activă și dorința de a învăța, de la ei la cunoștințe solide și cercetare științifică.
Mă voi opri mai detaliat asupra primei etape - surpriză și curiozitate: școlarii au un interes situațional, care se manifestă atunci când demonstrează o experiență spectaculoasă, ascultă o poveste despre caz interesant din istoria fizicii, iar obiectul ei nu este conținutul materiei, ci momente pur exterioare ale lecției - echipament, pricepere a profesorului, forme de lucru în lecție.
Noutatea, interesul imediat și atracția emoțională provoacă atenție în primul rând involuntară. La rândul său, atenția involuntară provoacă memorarea involuntară. Fiecare profesor știe bine că atunci când verifică temele, elevul, răspunzând la întrebare, începe cu o descriere a experienței pe care a văzut-o în lecția anterioară. Imaginile vizuale ale experimentelor demonstrative sunt stocate în memorie și servesc drept repere, suporturi, pe baza cărora este restaurat restul materialului educațional studiat.
Sunt pe deplin de acord cu psihologii care notează că materialul vizual complex este reținut mai bine decât descrierea acestuia. Prin urmare, demonstrația experimentelor se întipărește în memoria elevilor mult mai bine decât povestea profesorului despre experimentele fizice.
Cu toate acestea, elevii, rememorând experimente demonstrative, fac modificări descrierii lor, care se datorează nu numai uitării unor detalii, ci și transformării descrierii într-o formă mai ușor de înțeles. Amintindu-și, elevii evidențiază detaliile experimentelor care li se par cele mai semnificative și mai interesante. Toate acestea indică faptul că amintirea nu este o simplă reproducere, ci un proces constructiv.
Astfel, consider că demonstrarea experimentelor dezvoltă atenția și memoria elevilor în stadiul de cunoaștere empirică a fenomenelor și tiparelor studiate.
În acest sens, se propune folosirea de experimente spectaculoase, întrucât elevii au nu doar un interes puternic pentru demonstrarea fenomenului, ci și o discuție aprinsă asupra indiciilor fenomenului (situația problemă). Astfel, atunci când demonstrăm o experiență spectaculoasă, omorâm două păsări dintr-o singură lovitură: demonstrăm fenomen fizicși creează o problemă. Și ca „efect secundar” trezim interesul pentru subiect. Prin urmare, natura și forma de organizare a activității educaționale și cognitive a elevilor: caracterul de căutare a problemelor, cercetare și reproductivă a activității permite aplicarea integrată a cunoștințelor elevilor.
Ca profesor, împreună cu elevii, mi-am stabilit obiective:
Educativ: sistematizarea cunoștințelor pe tema „Forța de frecare”: să cunoască natura forței de frecare, să formeze capacitatea de a distinge tipurile de frecare; comparați-le în diferite situații practice; justificați necesitatea creșterii și reducerii forței de frecare; să formeze la copii capacitatea de a-şi exercita autocontrolul cu ajutorul întrebărilor specifice şi folosirea materialului didactic.
Dezvoltare: îmbunătățirea abilităților de muncă independentă, activarea gândirii elevilor, capacitatea de a formula în mod independent concluzii, dezvoltarea vorbirii. Dezvoltarea abilităților creative pe baza muncii practice. Dezvoltarea abilităților practice în lucrul cu echipamente fizice.
Educațional: dezvoltarea unui sentiment de înțelegere reciprocă și asistență reciprocă în procesul de implementare comună a unei sarcini experimentale; dezvoltarea motivației pentru studiul fizicii, folosind o varietate de metode de activitate, raportând informații interesante.
Pe parcursul acestui tip de activitate, elevii își dezvoltă capacitatea de a structura și sistematiza conținutul disciplinei studiate. Acoperirea temei este însoțită de o demonstrație a prezentării, urmată de o discuție și explicație a fenomenelor care apar din cauza prezenței frecării. Sunt demonstrate modalități de modificare a forței de frecare în practică. Elevii au ocazia să analizeze ceea ce se întâmplă și să tragă concluzii.
Odată cu aceasta are loc și dezvoltarea meta-subiectului UUD: comunicativ - a-și exprima gândurile cu suficientă completitudine și acuratețe, pentru a obține informațiile lipsă cu ajutorul întrebărilor; reglementare – a fi conștient de sine ca forta motriceînvățarea lor, capacitatea lor de a depăși obstacolele și de autocorecție, elaborează un plan pentru rezolvarea unei probleme, corectează în mod independent greșelile; cognitiv - să poată crea modele de rezolvare a problemelor educaționale și cognitive, să identifice și să clasifice caracteristicile esențiale ale obiectului. Și sunt planificate și rezultate personale: formarea unei viziuni holistice asupra lumii care să corespundă nivelului actual de dezvoltare a științei și practicii sociale.
Ţintă:
- introduceți tipurile de forță de frecare;
- afla de ce depinde forta de frecare
Sarcină:
- determina valoarea forței de frecare în viața de zi cu zi, natură.
Frecarea este un fenomen care ne însoțește din copilărie, la fiecare pas, și apoi a devenit atât de familiar și atât de imperceptibil.
Forța de frecare în basme: „Gingerbread Man” (forța de frecare de rulare), „Nap” (forța de frecare de repaus), „Bear Hill” (forța de frecare de alunecare), „Princess Frog” (forța de frecare de rulare).
Frecarea este unul dintre tipurile de interacțiune dintre corpuri. Apare atunci când două corpuri intră în contact. Frecarea, ca toate celelalte tipuri de interacțiune, respectă cea de-a treia lege a lui Newton: dacă o forță de frecare acționează asupra unuia dintre corpuri, atunci forța de aceeași mărime, dar îndreptată în sens opus, acționează și asupra celui de-al doilea corp.
Tipuri de forță de frecare: Ftr.rolling, Ftr.sliding, Ftr.rest, dar este posibilă înlocuirea unui tip de frecare cu altul (Ftr.sliding to Ftr.rolling). Folosind o bară, un dinamometru și două creioane, se poate demonstra că Ftr.gliding este mai mare decât Ftr.rolling.
Dependența forței de frecare de unii indicatori este demonstrată prin următoarele experimente:
Cu ajutorul unui dinamometru, a unui bar și a unui set de greutăți, arătăm că forța de frecare depinde de forța presiunii normale;
În locul unei suprafețe netede punem o foaie de hârtie aspră (forța de frecare depinde de material);
Îndepărtăm plastilina de pe suprafață, în timp ce măsurăm forța de frecare înainte și după;
Folosim lubrifiere, care duce la o scădere a frecării;
Forța de frecare este aproape independentă de zona de sprijin.
Forța de frecare are plusuri și, din păcate, minusuri. În cazul în care este util, ei încearcă să-l mărească. Dacă este dăunător, încearcă să o reducă (folosirea de lubrifianți, rulmenți, care reduc forța de frecare de 20-30 de ori).
Aici sunt cateva exemple. Melodia emanată de vioară există datorită faptului că arcul vibrează coarda. Coarda de sub arc se mișcă întotdeauna mai încet decât arcul. Când coarda se mișcă spre arc, forța frecării de alunecare decelerează coarda, încetinind-o. Și când arcul se mișcă în direcția coardei, forța de frecare de alunecare, dimpotrivă, „trage” sfoara de-a lungul, fără a o lăsa să rămână în urmă. Când se formează gheață pe drumuri iarna, probabilitatea de accidente este mare, iar pietonii pot fi răniți și pe potecile înghețate. Pentru a evita acest lucru, puteți turna nisip pe drum, crescând astfel forța de frecare. Avantajul forței de frecare de rulare este că roata de rulare este apăsată puțin în drum și se formează o mică denivelare în fața ei, care trebuie depășită. Așa se întâmplă mișcarea. În 1779, fizicianul francez Coulomb a stabilit ceea ce determină forța maximă de frecare statică. Cu cât este mai grea cartea întinsă pe masă, cu atât este mai apăsată de masă, cu atât este mai dificil să o miști. Datorită frecării de odihnă, totul rămâne la locul său: șireturile nu se desfășoară, cuiul este ținut în perete, dulapul stă la locul său. Este posibil să tragem concluzii despre plusurile forței de frecare. Datorită acestei forțe, putem să stăm în picioare sau să mergem înainte, să încetinim sau să grăbim mișcarea corpurilor individuale.
Dar, alături de avantaje, există și contra. Omul nu va putea niciodată să inventeze o mașină cu mișcare perpetuă, pentru că în timp, orice mișcare se va opri din cauza forței de frecare și, din când în când, această mișcare trebuie păstrată - pentru a acționa asupra ei. Frecarea nu este doar o frână la mișcare, este și principala cauză a uzurii dispozitivelor tehnice - o problemă cu care s-a confruntat omul în zorii civilizației.
Leonardo de Vinci s-a ocupat de multe probleme legate de piesele mașinii, frecarea și uzura. Forța de frecare este direcționată în direcția opusă forței aplicate, iar acest lucru duce la finalizarea unei cantități mari de muncă.
Principala caracteristică a frecării este coeficientul de frecare „mu”, care este determinat de materialele din care sunt realizate suprafețele corpurilor care interacționează.
În viața multor plante, frecarea joacă un rol pozitiv. De exemplu, plante târâtoare, hamei, mazăre, fasole etc. plante cățărătoare datorită frecării, se pot agăța de suporturi, se pot ține de ele și pot ajunge la lumină. Între suport și tijă există o forță mare de frecare, deoarece. tulpinile sunt strâns prinse de suport. La plantele care au rădăcini, precum morcovii, sfecla, forța de frecare pe sol ajută la menținerea acestora în sol. Odată cu creșterea culturii de rădăcină, presiunea pământului înconjurător asupra acesteia crește, iar forța de frecare crește și ea. Prin urmare, este atât de dificil să scoți din pământ un nap mare, sfeclă roșie. Pentru plante precum brusturele, frecarea ajută la răspândirea semințelor, care au spini cu cârlige mici la capete. Acești țepi sunt agățați de blana animalelor și se mișcă odată cu ei. Semințele de mazăre, nuci, datorită formei lor sferice și frecării reduse de rulare, se mișcă ușor.
Organismele multor ființe vii s-au adaptat la frecare, au învățat să o reducă sau să o crească. Corpul peștelui are o formă aerodinamică și este acoperit cu mucus, ceea ce le permite să dezvolte o viteză mare atunci când înot. Învelișul înțesat al morselor, focilor și leilor de mare îi ajută să se deplaseze pe uscat și pe slot de gheață. Pentru a crește tracțiunea cu pământul, trunchiurile copacilor, există o serie de dispozitive pe membrele animalelor: gheare, margini ascuțite ale copitelor, vârfuri de potcoavă, corpul reptilelor este acoperit cu tuberculi și solzi. Acțiunea organelor de apucare (organe de apucare ale gândacilor, ghearele cancerului; membrele anterioare și coada unor rase de maimuțe; trunchiul de elefant) este, de asemenea, asociată cu frecarea. Multe organisme vii au adaptări datorită cărora frecarea este mică atunci când se deplasează într-o direcție și crește brusc când se deplasează în direcția opusă. Acestea sunt, de exemplu, lână și solzi care cresc oblic pe suprafața pielii. Mișcarea râmelor se bazează pe acest principiu. Gândacul de apă se învârte rapid la suprafața apei. Își datorează vitezei de mișcare grăsimii care acoperă corpul, care reduce semnificativ frecarea împotriva apei.
Oasele animalelor și ale oamenilor în locurile articulației lor mobile au o suprafață foarte netedă, iar învelișul interioară a cavității articulare secretă un fluid special care servește ca un „lubrifiant” articular. La înghițirea alimentelor și la mișcarea acesteia prin esofag, frecarea este redusă datorită zdrobirii și mestecării preliminare a alimentelor, precum și udarea acesteia cu salivă. Sub acțiunea organelor de mișcare la animale și la oameni, frecarea se manifestă ca o forță utilă.
Proverbe și zicători despre forța de frecare, spuse de oameni și luate din experiența de viață:
- Scârțâie ca un cărucior neuns.
- Din asta cânta căruța că nu mai mânca gudron de mult.
- Nu călcați împotriva lânii.
- Cazul a mers ca un ceas.
- Bine lubrifiat - a mers bine.
- Trăiește ca brânza în unt.
- Unde scârțâie, acolo se untează
- Săgeata nerăzuită merge în lateral.
- Plugul strălucește de la muncă.
- Trei, trei - va fi o gaură.
Experimente care demonstrează forța de frecare:
Experiența #1. Rotirea ouălor crude și fierte. Un ou fiert se învârte mai repede. Într-un ou crud, gălbenușul și proteinele sale încearcă să rămână staționare (aceasta este inerția lor) și, prin frecarea lor împotriva cojii, încetinesc rotația acestuia.
Experiența numărul 2. Diluați permanganatul de potasiu într-un borcan mic până la o culoare violet închis. Se toarnă într-un alt borcan apă plată. Apoi pipetați o soluție de permanganat de potasiu și aruncați-o într-un borcan de la o înălțime de 1-2 centimetri de la suprafața apei. Vârful pipetei nu trebuie să oscileze. Mâinile trebuie să se sprijine pe coate. O picătură, care cade în apă, se transformă într-un inel de forma corectă, care se va scufunda pe fundul borcanului, crescând în dimensiune. Acest lucru se explică prin faptul că, atunci când picătura a căzut în apă, s-a aplatizat, întâmpinând rezistență. Când îl deplasați în jos din cauza frecării cu apă, marginile sale s-au înfășurat. Rezultatul a fost un inel de vortex sub forma unei gogoși care se rotește în jurul axei sale inelare.
Experiența numărul 3. Puneți un creion hexagonal pe carte paralel cu cotorul acesteia. Ridicați încet marginea de sus a cărții până când creionul începe să alunece în jos. Reduceți ușor panta cărții și asigurați-o în poziția actuală, punând ceva sub ea. Acum creionul, dacă îl puneți din nou pe carte, nu se va mișca. Este ținut pe loc de forța de frecare statică. Este suficient să faceți clic pe carte cu degetul, forța de frecare statică se va slăbi, iar creionul se va târî în jos.
Fizicianul francez Guillaume despre rolul forței de frecare: „Cu toții s-a întâmplat să ieșim în condiții de gheață; cât efort ne-a luat să nu cădem, câte mișcări ridicole a trebuit să facem pentru a rezista! Acest lucru ne obligă să recunoaștem că de obicei pământul pe care mergem are o proprietate prețioasă care ne menține echilibrați fără prea mult efort. Același gând ne apare și atunci când mergem cu bicicleta pe trotuar alunecos sau când un cal alunecă pe asfalt și cade. Studiind astfel de fenomene, ajungem la descoperirea consecințelor la care duce frecarea. Inginerii încearcă să-l elimine în mașini - și se descurcă bine. Cu toate acestea, acest lucru este corect numai într-o zonă specială îngustă. În toate celelalte cazuri, trebuie să fim recunoscători frecării: ne permite să mergem, să stăm și să muncim fără teamă că cărțile și cerneala vor cădea pe podea, că masa va aluneca până când va atinge un colț, iar stiloul va aluneca afară. a degetelor noastre.
Descrierea prezentării Proiect de cercetare în fizică Forța de frecare Scop: prin diapozitive
Scop: să aflăm ce rol joacă forța de frecare în viața noastră, cum a primit o persoană cunoștințe despre acest fenomen, care este natura lui. Obiective: să urmărească experiența istorică a omului în utilizarea și aplicarea acestui fenomen: să afle natura fenomenului de frecare, legile frecării; efectuarea de experimente de confirmare; regularități și dependențe ale forței de frecare; să gândească și să creeze experimente demonstrative care să demonstreze dependența forței de frecare de forța presiunii normale, de proprietățile suprafețelor de contact, de viteza mișcării relative a corpurilor.
Raportul unui grup de teoreticieni Scop: a arăta ce rol joacă fenomenul frecării sau absența acestuia în viața noastră; răspunde la întrebarea: „Ce știm noi (locuitorii) despre acest fenomen? »
Grupul a studiat proverbe, zicători, basme, în care se manifestă forța de frecare, odihnă, rostogolire, alunecare, a studiat experiența umană în aplicarea frecării, modalități de a face față frecării. Proverbe și zicători: Te duci mai liniștit, vei continua. Îți place să călărești, îți place să cari sănii. El minte că coase cu mătase. Basme: „Napul” - frecarea păcii. "Chicken Ryaba" - frecare statică "Bear Hill" - frecare de alunecare.
Frecarea este un fenomen care ne-a însoțit încă din copilărie, literalmente la fiecare pas și, prin urmare, a devenit atât de familiar și invizibil.
Frecarea ne permite să mergem, să stăm, să lucrăm fără teamă că cărțile și caietele vor cădea de pe masă, că masa va aluneca până când se lovește de un colț, iar stiloul ne alunecă din degete.
Cu toate acestea, puțină frecare pe gheață poate fi folosită cu succes din punct de vedere tehnic. Dovadă în acest sens sunt așa-numitele drumuri de gheață, care au fost amenajate pentru îndepărtarea lemnului de la locul de tăiere la calea ferată sau la punctele de rafting. Pe un astfel de drum, care are șine de gheață netede, doi cai trag o sanie încărcată cu 70 de tone de bușteni.
Iată datele care ni s-au spus în spital; numarul de solicitanti pt îngrijire medicalăîn decembrie - ianuarie, numai școlari, cu vârsta cuprinsă între 15-17 ani - 6 persoane. Mai ales diagnostice: fracturi, luxații, vânătăi. Printre cei care au solicitat ajutor sunt persoane în vârstă. 3 21 2 15 ani 16 ani 17 ani Bătrânețe
Date de la poliția rutieră privind accidentele rutiere pentru perioada de iarnă: numărul de accidente, inclusiv cele din cauza drumurilor alunecoase -
De asemenea, grupul a realizat un mic sondaj sociologic asupra unui grup de rezidenți, cărora li s-au adresat următoarele întrebări: 1. Ce știți despre fenomenele de frecare? 2. Ce părere aveți despre gheață, trotuarele alunecoase și drumurile? 3. Care sunt sugestiile dumneavoastră către administrația districtului nostru?
Raportul unui grup de teoreticieni Obiective: studierea naturii forțelor de frecare; să investigheze factorii de care depinde frecarea; luați în considerare tipurile de frecare.
Forța de frecare Dacă încercăm să mutăm un dulap, vedem imediat că nu este atât de ușor să o facem. Mișcarea lui va fi împiedicată de interacțiunea picioarelor cu podeaua pe care stă. Există 3 tipuri de frecare: frecare statică, frecare de alunecare, frecare de rulare. Vrem să aflăm cum diferă aceste specii unele de altele și ce au în comun?
Frecarea odihnei Să ne apăsăm mâna pe caietul de pe masă și să-l mișcăm. Caietul se va mișca în raport cu masă, dar se va odihni în raport cu palma noastră. Cum am făcut ca acest caiet să se miște? Cu ajutorul frecării restului caietului de mână. Frecarea în repaus mută încărcăturile pe o bandă transportoare în mișcare, împiedică desfacerea șireturilor, menține cuiele înfipte într-o placă etc.
Ce face ca sania care se rostogolește pe munte să se oprească treptat? din cauza frecării de alunecare. De ce un disc care alunecă pe gheață încetinește? Datorită frecării de alunecare, întotdeauna îndreptată în direcția opusă direcției de mișcare a corpului. Frecare de alunecare
Cauzele forței de frecare: rugozitatea suprafețelor corpurilor de contact. Chiar și acele suprafețe care arată netede, de fapt, au întotdeauna neregularități microscopice (proeminențe, depresiuni). Atunci când un corp alunecă pe suprafața altuia, aceste neregularități se angajează între ele și astfel interferează cu mișcarea.Atracție intermoleculară care acționează la punctele de contact dintre corpurile care se freacă. Există atracție între moleculele unei substanțe la distanțe foarte mici. Atractia moleculara se manifesta in acele cazuri cand suprafata corpurilor in contact este bine lustruita. Deci, de exemplu, cu alunecarea relativă a două metale cu suprafețe foarte curate și uniforme, prelucrate în vid folosind o tehnologie specială, forța de frecare dintre barele de lemn între ele și alunecarea ulterioară devine imposibilă.
Frecare de rulare Dacă un corp nu alunecă pe suprafața altui corp, ci, ca o roată sau un cilindru, se rostogolește, atunci frecarea care are loc în punctul de contact se numește frecare de rulare. Roata de rulare este oarecum presată în patul drumului, iar apoi tot timpul există un mic tubercul în fața ei, care trebuie depășit. Tocmai faptul că roata de rulare trebuie să intre în mod constant în tuberculul care apare în față, iar frecarea de rulare se datorează. În același timp, cu cât drumul este mai greu, cu atât mai puțină frecare la rulare. Pentru sarcini egale, forța de frecare de rulare este mult mai mică decât forța de frecare de alunecare.
Dar cunoștințele despre natura frecării nu ne-au venit de la sine. Aceasta a fost precedată de o mare activitate de cercetare a oamenilor de știință experimentatori. de-a lungul mai multor secole Nu toate cunoștințele au prins ușor rădăcini și pur și simplu multe au necesitat verificări experimentale multiple. dovezi Cele mai strălucite minți din ultimele secole au studiat dependența modulului de frecare de: mulți factori asupra zonei de contact, suprafețe de tipul de material pe sarcină, neregularități ale suprafeței și rugozitate pe. viteza relativă de mișcare a corpurilor Numele acestor:, oamenii de știință Leonardo da Vinci Amonton Leonard Euler -, Charles Coulomb acestea sunt cele mai cunoscute nume dar au fost. , lucrători încă obișnuiți ai științei Toți oamenii de știință care au participat la aceste studii au pus la cale experimente în care s-a lucrat pentru a depăși forța. frecare
Leonardo da Vinci A târât de-a lungul podelei fie o frânghie strâns răsucită, fie aceeași frânghie pe toată lungimea ei. El a fost interesat de răspunsul la întrebarea: forța frecării de alunecare depinde de dimensiunea zonei corpurilor în contact în mișcare? Mecanicii din acea vreme erau profund convinși că, cu cât aria de contact era mai mare, cu atât forța de frecare era mai mare. Ei au raționat așa ceva: cu cât mai multe astfel de puncte, cu atât este mai mare forța. Este destul de evident că pe suprafata mai mare vor exista mai multe astfel de puncte de contact, astfel încât forța de frecare ar trebui să depindă de zona corpurilor de frecare.
A obținut următoarele rezultate: 1. Nu depinde de zonă. 2. Nu depinde de material. 3. Depinde de mărimea sarcinii (proporțional cu aceasta). 4. Nu depinde de viteza de alunecare. 5. Depinde de rugozitatea suprafeței.
Omul de știință francez Amonton Ca rezultat al experimentelor sale, el a răspuns la aceleași cinci întrebări în acest fel. Pentru primele trei - la fel, pentru a patra - depinde. Pe a cincea - nu depinde. Sa dovedit, iar Amonton a confirmat o concluzie atât de neașteptată a lui Leonardo da Vinci despre independența forței de frecare față de zona corpurilor în contact. Dar, în același timp, nu a fost de acord cu el că forța de frecare nu depinde de viteza de alunecare; el credea că forța de frecare de alunecare depinde de viteză, dar nu a fost de acord cu faptul că forța de frecare depinde de rugozitatea suprafeței.
Academia Rusă de Științe Leonhard Euler Membru cu drepturi depline al Academiei Ruse de Științe Leonhard Euler și-a publicat răspunsurile la cinci întrebări despre frecare. Primele trei sunt la fel ca și precedentele, dar în al patrulea a fost de acord cu Amont, iar în al cincilea - cu Leonardo da Vinci.
Fizicianul francez Coulomb A făcut experimente la un șantier naval, într-unul din porturile Franței. Acolo a găsit acele condiții practice de producție în care forța de frecare a jucat un rol foarte important. Coulomb a răspuns la toate întrebările - da. Forța totală de frecare, într-o mică măsură, depinde încă de dimensiunile suprafețelor corpurilor de frecare, este direct proporțională cu forța normală de presiune, depinde de materialul corpurilor de contact, depinde de viteza de alunecare și de gradul de frecare. de netezime a suprafetelor de frecare. În viitor, oamenii de știință au devenit interesați de problema efectului lubrifierii și au fost identificate tipuri de frecare: lichid, curat, uscat și limită.
Răspunsuri corecte Forța de frecare nu depinde de aria corpurilor în contact, ci depinde de materialul corpurilor: cu cât este mai mare forța presiunii normale, cu atât este mai mare forța de frecare. Măsurătorile precise arată că modulul forței de frecare de alunecare depinde de modulul vitezei relative. Forța de frecare depinde de calitatea prelucrării suprafețelor de frecare și de creșterea forței de frecare ca urmare. Dacă suprafețele corpurilor în contact sunt lustruite cu grijă, numărul punctelor de contact cu aceeași forță de presiune normală crește și, în consecință, crește și forța de frecare. Frecarea este asociată cu depășirea legăturilor moleculare dintre corpurile aflate în contact.
Într-un experiment cu un tribometru, forța normală. presiunea este greutatea barului Să măsurăm forța presiunii normale egală cu greutatea cupei cu greutăți în momentul alunecării uniforme. bar Să creștem acum puterea normalului, . presiune dublă prin plasarea greutăților pe bară, punând din nou greutăți suplimentare pe cupă. să facem blocul să se miște uniform. În acest caz, forța de frecare se va dubla.Pe baza unor astfel de experimente, s-a constatat că, cu materialul și starea suprafețelor de frecare neschimbate, forța de frecare a acestora este directă, . . : proporțional cu forța presiunii normale t e F tr =µ N
Se numește valoarea care caracterizează dependența forței de frecare de material și calitatea prelucrării suprafețelor de frecare. coeficient de frecare
Forțele de frecare în tehnologie și viața de zi cu zi. joacă un rol uriaș În unele cazuri, forțele de frecare, - . beneficiul altora dauna Forta de frecare, ; ține cuie bătute șuruburi piulițe, . . păstrează firele în materie legate noduri etc. În lipsa frecării, nu s-ar putea coase,. asamblați mașina de îmbrăcăminte puneți împreună o cutie
Prezența frecării statice permite unei persoane să se miște pe suprafața Pământului. Mergând, o persoană împinge Pământul înapoi de la sine, iar Pământul împinge persoana înainte cu aceeași forță. Forța care propulsează o persoană înainte este egală cu forța de frecare statică dintre talpa piciorului și Pământ. Cu cât o persoană împinge Pământul mai mult înapoi, cu atât forța de frecare statică aplicată piciorului este mai mare și cu atât persoana se mișcă mai repede. Când o persoană împinge Pământul cu o forță mai mare decât forța de frecare statică finală, piciorul alunecă înapoi, îngreunând mersul. Amintește-ți cât de dificil este să mergi pe gheață alunecoasă. Pentru a facilita mersul pe jos, este necesar să creșteți frecarea statică. În acest scop, suprafața alunecoasă este presărată cu nisip.
RAPORTUL GRUPULUI DE EXPERIMENTAȚI: Scopul este de a afla dependența forței de frecare: alunecare pe următorii factori - ; de la sarcină - din zona de contact a frecării; suprafețe - (de la frecarea materialelor când sunt uscate). suprafete: Echipament laborator dinamometru 40 / ; cu dinamometru de rigiditate arc N m (- 12); limita demonstrativă rotundă H - 2; ; set de piese de bare din lemn de marfă; scandura de lemn o bucată de metal; ; ; . tablă de fier plat bară cauciuc de gheață
Rezultate experimentale: 1. Dependența forței de frecare de alunecare de sarcina m (g) 120 620 1120 F tr (N) 0,3 1,5 2,
2. Dependența forței de frecare de zona de contact a suprafețelor de frecare. S (cm 2) 220 228 1140 F tr (N) 00, 35 00,
3. Dependenţa forţei de frecare de mărimea neregularităţilor suprafeţelor de frecare: lemn pe lemn (diverse metode de tratare a suprafeţei). h 1 neuniform 2 neted 3 lustruit F tr 1, 5 0, 7 0,
1. suprafață neuniformă- bara nu este procesată. 2. Suprafață netedă - bara este rindeluită de-a lungul fibrei lemnului. 3. Suprafață netedă șlefuită tratată cu șmirghel. 4. La aplicarea forței de frecare din materialele suprafețelor de frecare, folosim o bară cu o greutate de 120 g și diferite suprafețe de contact. Folosim formula: F tr \u003d µ N Nr. p / p Materiale de frecare (cu suprafețe uscate) Coeficient de frecare (în timpul mișcării) 1 Lemn pe lemn (în medie) 0,3 2 Lemn pe lemn (de-a lungul fibrelor) 0,075 3 Lemn pentru metal 0,4 4 lemn pentru fontă 0,5 5 lemn pentru gheață 0,
Experienta nr. 1, . Frecați cu atenție arcul cu colofoniu și apoi treceți-l de-a lungul sforii. Sunetele de cânt continuu se obțin datorită frecării.Când violonistul începe să conducă arcul de-a lungul coardei, coarda este sub influența forței. frecarea de repaus este purtată de arc și arc sub această tensiune. caută să-l readucă în poziția inițială.Când această forță depășește forța de frecare statică, coarda se rupe și intră în oscilație, violonistul mișcă arcul în sens invers a. apoi spre. , Vioara cântă Dacă cânți la vioară fără arc, trăgând sforile, ; cu degetele se obține un sunet ca de balalaika dacă trageți o sfoară cu degetul. și dați drumul, apoi se va auzi un sunet ascuțit care se estompează repede? De ce frecați arcul cu colofoniu Rosinul joacă rolul de lubrifiant? , frecare Se dovedește că arcul este frecat cu colofoniu nu numai pentru a crește forța de frecare, ci și pentru ca această forță să depindă în mod vizibil de viteza de alunecare, ar scădea mai repede odată cu creșterea. . viteză Coarda de sub arc se mișcă întotdeauna mai încet decât arcul Când, . arcul și coarda se mișcă în aceeași direcție coarda rămâne în urma Forței arcului. frecarea previne întârzierea și trage coarda în spatele arcului Forța, frecarea funcționează, arcul trage coarda împreună cu ea și invers, . incetineste coarda incetinindu-si miscarea Se lucreaza impotriva fortelor. frecare
Nr. 2 Experienta Un ou de lemn cu un fir trecut prin mijloc. Ei iau capetele acestui fir în mâini și ridică o mână sus. Un ou de lemn pe un fir alunecă rapid în jos. Ridică cealaltă mână în sus. Oul se repezi din nou, dar se blochează brusc în mijlocul firului, apoi alunecă din nou și se oprește. În acest experiment, forța de frecare de alunecare este proporțională cu forța normală de presiune. Oul este format din două jumătăți de legătură. Un dop de plută este fixat în centru perpendicular pe filet. Când firul este tras, forța de frecare a firului de plută crește și oul îngheață într-o anumită poziție pe fir. Dacă firul nu este întins, atunci forța de frecare este mai mică și oul alunecă liber în jos.
No. 3 Experience Rigla din lemn. Așezați rigla pe orizontală degetele aratatoare mâinile și, încet, degetele încep să se unească. Rigla nu se mișcă uniform între două degete simultan. Ea alunecă pe rând pe unul, apoi pe celălalt deget. De ce? Doar degetul care este mai departe de centrul de masă al riglei alunecă sub riglă, deoarece suferă mai puțină sarcină și mai puțină frecare. Alunecarea sa se oprește de îndată ce este mai aproape de centrul de masă al riglei decât al doilea deget, iar apoi al doilea deget începe să alunece. Deci degetele se deplasează alternativ spre centrul de greutate al riglei.
Concluzii bazate pe rezultatele muncii la proiect Am aflat că o persoană folosește de mult cunoștințele despre fenomenul de frecare, obținute empiric. Începând din secolele XY - XYI, cunoștințele despre acest fenomen devin științifice: se efectuează experimente pentru a determina dependența forței de frecare de mulți factori, se descoperă regularități. Acum știm exact de ce depinde forța de frecare și ce nu o afectează. Mai precis, forța de frecare depinde de: sarcina sau masa corporală; de tipul suprafețelor de contact; asupra vitezei mișcării relative a corpurilor; pe dimensiunea neregularităţilor sau rugozitatea suprafeţei. Dar nu depinde de zona de contact. Acum putem explica toate regularitățile structurii materiei observate în practică prin forța de interacțiune dintre molecule. Am efectuat o serie de experimente, am făcut aproximativ aceleași experimente ca și oamenii de știință și am obținut aproximativ aceleași rezultate. S-a dovedit că experimental am confirmat toate afirmațiile făcute de noi. Am creat o serie de experimente care ajută la înțelegerea și explicarea unora dintre observațiile „dificile”. Dar, poate cel mai important, am realizat cât de grozav este să dobândim noi înșine cunoștințe și apoi să le împărtășim altora.