Как уменьшить силу трения примеры. Способы уменьшения и увеличения силы трения

Когда движущееся тело касается другого тела (например, монета, скользящая по столу), его движение замедляется.

Сила, вызывающая замедление, называется силой трения. Чем более шероховаты поверхности и чем сильнее они давят друг на друга, тем сильнее трение. Трение присуще и твердым телам, и жидкостям, и газам.

Как используют трение

В одних ситуациях трение полезно, в других вредно. Если бы между телам не было трения, мы ничего не смогли бы взять и руки. Подошвы кроссовок делают из рифленой резины, чтобы увеличить их трение о землю. Трение используется во многих механизмах. Если бы трение шины о поверхность дороги было небольшим, водитель не смог бы затормозить. желобки на поверхности шины для улучшения сцепления и отвода грязи и воды. На поверхность шины наноситься своего рода «узор». Он улучшает сцепление резины с дорогой. Влага и грязь уменьшают трение, т.к. они служат смазкой. Желобки на поверхности шины служат для отвода воды и грязи. Некоторые механизмы вообще не могли бы действовать без трения. Трение спички о коробок даёт столько тепла, что горючие вещества в серной головке вспыхивают. Большинство тормозов останавливают вращение колес при помощи трения.

Уменьшение трения

Если части механизма сильно трутся друг о друга, то они изнашиваются и ломаются. К тому же часть необходимой механизму энергии тратиться не на движение, а на выделение тепла. трение ладоней друг о друга. При трении ладоней друг о друга вы получаете теплоту. Если вы будете достаточно долго тереть ладони, то на них появятся волдыри. Идеально гладкой поверхности не бывает. Слегка шероховаты даже стекло и отшлифованный металл. Под микроскопом гладкие поверхности выглядят изрытыми. Поверхность масла глаже, чем поверхность любого твёрдого тела, поэтому тела легче скользят по смазанной им поверхности.
Жидкость, используемая для уменьшения трения, называется смазкой. Слой масла между движущимися металлическими поверхностями уменьшает трение.
Подшипники – это расположенные внутри движущихся частей машины шарики. Они также уменьшают трение, превращая процесс скольжения в качение. Шарикоподшипники находятся у осей колеса. Когда колесу крутиться, они перекатываются.

Убедись сам!

Чтобы понять, как работают подшипники, возьми тяжелую книгу и положите её на пол. Толкни её. Трение велико, верно?

Теперь положи книгу на несколько шариков. Толкни снова. Шарики покаяться, уменьшая тем самым трение.

Трение в воде и воздухе

Сопротивление воздуха летящему объекту – это и есть трение. В космосе, где нет воздуха, нет и трения. Чтобы уменьшить сопротивление воздуха, автомобилям придают обтекаемую форму. Тогда воздух легче скользит по поверхности. Из-за этого повышается скорость и расходуется меньше топлива. На испытаниях автомобилей используют струи дыма и кусочки шерстяных нитей.

Вода плотнее воздуха, поэтому сопротивление движению тел в воде значительно больше. Чем более обтекаемую форму имеет судно, тем большую скорость оно способно развить. У рыб и морских млекопитающих (китов и т.д.), как правило, обтекаемое тело. Это позволяет им без труда передвигаться под водой. Вода легко скользит вдоль обтекаемого тела кита.

Цель урока:

• Познакомить учащихся с силой трения, закрепить полученные знания о силах в природе. Сформировать понятие “трение” и “сила трения”;
• продолжать формирование естественнонаучных представлений;
• продолжать отработку практических навыков работы с оборудованием;
• способствовать бережному отношению к приборам и оборудованию;
• способствовать нравственному воспитанию учащихся через рассказ об ученых.

Формируемые умения: работать с приборами, наблюдать, сравнивать результаты опытов, делать выводы.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: динамометр; деревянные бруски; набор грузов; песок.

Демонстрации:

• Силы трения покоя, скольжения.
• Сравнение сил трения скольжения и качения.

Ход урока

1. Актуализация опорных знаний. Создание ситуаций успеха.

1. Фронтальный опрос:

• Что называется силой?
• Какие силы мы уже изучили?
• Как дать полный ответ о любой силе?
• С помощью какого прибора можно измерить силу?

1. Решение задач. (У доски)

• Какая сила тяжести действует на яблоко массой 120г?
• Пружину жесткостью 500Н/м растянули на 2 см. Под действием какой силы она была растянута?

1. Определите, о какой силе говорится в тексте книги “Занимательная физика” Я.И. Перельман “Всем нам случалось выходить из дома в гололедицу: сколько усилий стоит нам удержаться от падения, сколько смешных движений приходится нам проделывать, чтобы устоять!”
2. Примеры проявления явления трения в природе.

1. Объяснение нового материала.

Презентация . Тема урока “Сила трения” (слайд 1)

1. Знакомство с силой трения (слайд 2,3)

Опыт 1. Влияние силы трения на движение тел. Толкнуть брусок по доске трибометра. Выявить причину быстрой остановки бруска.

• Сила, возникающая при взаимодействии поверхности одного тела с поверхностью другого, когда тела неподвижны, либо перемещаются относительно друг друга, называется силой трения. (Ролик “Сила”)
• Обозначается сила трения буквой F с индексом Fтр

1. Немного истории (слайд 4,5)

Первым силу трения исследовал Леонардо да Винчи (1452-1519г.г.). Позже исследовали эту силу Гилиома Амонтон (1663-1705г.г.) и Шарль Кулон (1736-1806г.г.). Амонтон и Кулон ввели понятие коэффициента трения.

1. Рассмотрим подробнее силу трения

Существуют различные виды сухого трения:

Трение покоя (слайд6). Сила, которая удерживает шкаф на месте - сила трения покоя. Чтобы сдвинуть тело с опоры нужно приложить силу. Эта сила уравновешивает силу трения. На наклонной опоре сила трения удерживает тело. Сила трения покоя по величине может достигать больших значений. (Ролик “Трение покоя”)

Задание №1. Измерение силы трения.

Оборудование:

Ход работы:

• На доску трибометра положить деревянный брусок с грузом 100г, за крючок бруска прикрепить динамометр, и держа его горизонтально постепенно увеличивать силу тяги.
• Сделать вывод.

Вывод: пока сила тяги мала, брусок остаётся в покое. Значит кроме силы тяги, на брусок действует еще какая-то сила, противодействующая данной. Эту силу называют силой трения покоя.

Трение скольжения (слайд7). Когда тело начинает двигаться по опоре, возникает сила трения скольжения, направленная в сторону, противоположную движению.

Задание №2. Измерение силы трения скольжения.

Оборудование: бруски, набор грузов, динамометр, линейка.

Ход работы:

• Положите брусок на поверхность стола. Прикрепите динамометр к бруску и тяните за динамометр равномерно (с одинаковой скоростью).
• Определите показания динамометра. Как можно уменьшить силу трения? Ответ: Чтобы уменьшить трение, на гладкие поверхности трущихся тел наносят жидкую смазку.
• Поместите на брусок поочередно 1, затем 2, а затем 3 груза и для каждого из случаев измерьте силу трения.
• Записать результат.
• Сделать вывод.

Вывод: между молекулами соприкасающихся тел возникают силы взаимного притяжения, которые и являются причиной трения. Если тела хорошо отполированы, то сила трения может стать очень большой.

Трение качения (слайд8). Трение качения - сила трения, которая возникает, когда одно тело катится по поверхности другого. (ролик “Сила трения качения”).

В технике часто для уменьшения сил сухого трения наносят смазку, или заменяют трение скольжения трением качения (применяют подшипники). Сила трения качения намного меньше трения скольжения.

Задание №3: Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

Оборудование: брусок, динамометр, каток (вместо катка можно взять брусок и деревянные карандаши), линейка.

Ход работы:

• Собрать установку (рис.1). (Если нет катка, то можно брусок положить на деревянные карандаши). Записать значения сил трения
• Собрать установку (рис.2). Записать значения сил трения

Рис.1.	Рис.2.

• Сравнить значения и сделать вывод.

(Ролик “Отличие сил трения”)

1. Другие силы трения.

При движении твердых тел в жидкостях возникает сила вязкого трения. Величина вязкого трения зависит от формы тела, рода жидкости и скорости движения тела.

1. Особенности силы трения

• возникают при соприкосновении двух движущихся тел
• действуют параллельно поверхности соприкосновения тел
• направлено против движения тела

1. Нужно ли избавляться от трения? (слайд 9,10,11)

Представим нашу жизнь без трения (беседа с учащимися)

1. Рефлексивно-оценочный этап:

1. Ответить на вопросы:

• Почему любое тело, приведенное в движение, в конце концов, останавливается?
  Ответ: На движущееся тело действует сила трения скольжения, которая направлена против движения и уменьшает скорость тела.
• Почему труднее санки сдвинуть с места, чем их везти?
  Ответ: Сила трения покоя при движении с места санок больше силы трения скольжения.
• Почему бочку катят, а не переносят?
  Ответ: В данном случае заменяют силу трения скольжения силой трения качения, которая значительно меньше
• Как можно уменьшить трение?
  Ответ: Смазка уменьшает трение, и заменить скольжение тела качением. Сила трения качения меньше силы трения скольжения.
• Как увеличить трение?
  Ответ: Сделать поверхность неровной (шероховатой) или увеличить силу давления.

1. Объясните поговорки о трении:

• “Не подмажешь – не поедешь”.
• “Пошло дело как по маслу”.
• “Что кругло – легко катится”.
• “Лыжи скользят по погоде”.
• “Коси, коса, пока роса, роса долой - и мы домой”

1. Давайте подведем итог нашего урока:

• Какое явление мы изучили?
• Каковы причины возникновения трения?
• От чего зависит трение?
• Какие способы уменьшения и увеличения трения существуют?
• Зависит ли трение от среды, в которой оно возникает?
• Какие виды трения существуют вокруг нас?
• Какие физические величины характеризуют каждый из видов трения?
• Что вам понравилось на уроке? (слайд12)
• Что было трудным?

1. Домашнее задание:

1. §16-17; вопросы к параграфу; 10 примеров различного проявления силы трения (найти из дополнительной литературы). Написать сочинение на тему: “Если не было силы трения”.
2. Высокий уровень. Задачи на смекалку:

• На столе лежит стопка книг. Что легче: вытянуть нижнюю книгу, придерживая остальные, или привести в движение всю стопку, потянув за нижнюю книжку?
• Чему равен коэффициент трения колёс о дорогу, если сила тяги машины массой 1т равна 500Н.

Движение по скользкой поверхности Ходить по льду нелегко, т.к. трение, возникающее между поверхностью льда и подошвой обуви, мало. Ходить по льду нелегко, т.к. трение, возникающее между поверхностью льда и подошвой обуви, мало. Как можно облегчить хождение по скользкой поверхности? Как можно облегчить хождение по скользкой поверхности?

Опорный конспект ПОЛЬЗА ВРЕД ПОЛЬЗА ВРЕД 1. F тр. пок. – «движущая сила» 1. Препятствует движению 2. «тормозящая сила» 2. Изнашивает поверхность УВЕЛИЧИТЬ УМЕНЬШИТЬ УВЕЛИЧИТЬ УМЕНЬШИТЬ а) шероховатость («песок») а) смазка б) «нагрузить» б) подшипники F тр. кач.

Уменьшение силы трения Во-первых, мы знаем, трение бывает не всегда твердым, хотя именно от него в тысячах ситуаций стремятся избавиться. Например, смазывают детали механизмов и машин, чтобы уменьшить их износ и не терять впустую энергию, уходящую на бесполезный нагрев.

Уменьшение силы трения Подшипники Внутреннее кольцо подшипника насаживают на вал, который при вращении не скользит, а катится на шариках или роликах. Внутреннее кольцо подшипника насаживают на вал, который при вращении не скользит, а катится на шариках или роликах.

Воздушная подушка Суда на воздушной подушке - это аппараты, поддерживающие себя над опорной (земной или водной) поверхностью с помощью воздушной подушки, создаваемой судовыми вентиляторами. В отличие от обычных судов и колесного транспорта суда на воздушной подушке (СВП) не имеют физического контакта с поверхностью, над которой движутся

В повседневной жизни мы на каждом шагу сталкиваемся с дей­ствием сил трения. Вытаскивая гвоздь из стены, мы преодолеваем силу трения. При движении автомобиля или другого экипажа с постоянной скоростью по ровной горизонтальной дороге мощность, развиваемая его двигателем, расходуется на преодоление разных видов трения в механизме автомобиля и между его колесами и полот­ном дороги. Колоссальное количество бензина, угля и нефти идет на то, чтобы восстановить потери механического движения, связан­ные с преодолением сил трения в машинах, самолетах и наземных экипажах различного типа. Поэтому уменьшение трения дает эко­номию огромных материальных ценностей.

Борьба с трением в машинах, на транспорте сводится к замене сухого трения скольжений трением других видов. В частности, наиболее распространенный способ уменьшения трения - смазка - состоит в замене сухого трения трением жидким. Смазка заполняет углубления, выемки, трещины поверхностей твердых тел и об­разует между ними жидкий слой, разъединяющий эти поверхности и препятствующий взаимодействию их молекул. При движении тел происходит скольжение слоев жидкости друг относительно, друга. Замена сухого трения внутренним трением смазки уменьшает тре­ние в 8-10 раз.

Теория смазки была создана русским ученым Я. Я. Петровым. Наиболее строгая теория смазки была разработана Я . Е. Жуков­ским и С. А. Чаплыгиным.

Второй весьма эффективный способ снижения трения - заме­на скольжения качением (в шарикоподшипниках) - мы разберем ниже.

В измерительной технике для повышения чувствительности и точности измерительных приборов имеет большое значение борьба с явлением «застоя». В разного рода стрелочных приборах об измеряемой величине судят по смещению стрелки от нулевого положе­ния. Благодаря наличию трения покоя это смещение начинается, когда измеряемая величина уже достигнет некоторого значения. Это явление приводит к тому, что чувствительность таких приборов (в которых движение указателя осуществляется со скольжением) не может превзойти некоторого предела. Величина силы трения покоя сказывается и на точности прибора, так как стрелка может остано­виться на делении, не соответствующем действительному значению измеряемой величины. Поэтому в прецизионных измерительных приборах указатели укрепляются не в подшипнике, а на подвесе, что позволяет избежать сухого трения.

Однако полное исчезновение трения повлекло бы за собой весьма неприятные последствия. Ни человек, ни автомобиль, ни какой-ли­бо механизм, как мы знаем, не могли бы двигаться под действием внутренних сил, так как эти силы лишь сближают или раздвигают отдельные части тел. Трение служит той внешней силой, которая ослабляет или уравновешивает действие одной из внутренних сил и позволяет другой силе перемещать тело. Человек при ходьбе, занося ногу вперед, отрывает ее от земли, а другой ногой опирается о землю. Нога, стоящая на земле, испытывает на себе действие двух сил: мускульной, толкающей ее назад, и силы трения покоя, урав­новешивающей эту силу. В результате эта нога остается на месте, в то время как приподнятая, испытывая лишь небольшое сопротив­ление со стороны воздуха, перемещается вперед. При движении тепловоза сила трения колес о рельсы является движущей силой, не позволяя им скользить; благодаря трению не проскальзывает по шкиву ремень, передающий движение от двигателя к станку. Во всех рассмотренных случаях проявляется сила трения покоя. Поэтому трение покоя иногда называют ведущим трением.

В отсутствие силы трения гвоздь не удержался бы в доске; вин­товые, шпоночные соединения распались; любая машина, едва придя в движение, рассыпалась бы на составные части.

Многим знакомо явление «заноса» автомобиля при резком тор­можении на скользкой дороге. При торможении колеса автомобиля начинают с большой скоростью скользить по льду (рис.8). Сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную

скорости движения. Положим, под действием силы возникло скольжение колеса с малой скоростью в направлении, перпендикулярном и одновременно возникла направленная проти­воположно скорости сила трения . Результирующая скорость скольжения: Сила трения направлена против и имеет значение F тр. Можно считать, что, так как силы трения с изменением скорости меняются мало. Тогда составляющая силы трения в направлении, противоположном , равна:. Но если v 2 <, угол мал и