Инфоурок Физика Другие методич. материалыИсследовательская работа учащихся "Исследование и измерение внешнего коффициента трения сыпучих веществ"

Исследовательская работа учащихся "Исследование и измерение внешнего коффициента трения сыпучих веществ"

Скачать материал

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Исследование и измерение.pptx

Скачать материал "Исследовательская работа учащихся "Исследование и измерение внешнего коффициента трения сыпучих веществ""

Получите профессию

Интернет-маркетолог

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

PR-менеджер

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Исследование и измерение внешнего коэффициента трения сыпучих веществ

    1 слайд

    Исследование и измерение
    внешнего коэффициента трения сыпучих веществ

  • Предмет исследования: трение.Объект исследования: внешний коэффициент трен...

    2 слайд

    Предмет исследования: трение.

    Объект исследования: внешний коэффициент трения.
    Цель:
    рассмотреть с помощью опытов внешний коэффициент трения сыпучих веществ
    Задачи:
    1. Изучить теорию трения;
    2. Подтвердить практическим экспериментом;

  • Методы: практический, теоретический, сравнение.Новизна исследования состоит...

    3 слайд

    Методы: практический, теоретический, сравнение.
    Новизна исследования состоит в том, что в ходе эксперимента исследовали внешний коэффициент сыпучих веществ

  • Теоретическая значимость состоит в том, чтобы рассмотреть теоретические аспек...

    4 слайд

    Теоретическая значимость состоит в том, чтобы рассмотреть теоретические аспекты по теме коэффициента трения.
    Практическая значимость состоит в непосредственном измерении внешнего коэффициента трения .

  • Эксперимент №1 Цель: определить внешний коэффициент трения песка, разделенно...

    5 слайд

    Эксперимент №1
    Цель: определить внешний коэффициент трения песка, разделенного на фракции.
    Оборудование: наклонная плоскость, клей, песок, измерительная лента.
     

  • Ход работы:1. На наклонную плоскость нанесем тонкий слой клея;2. Нанесем на...

    6 слайд

    Ход работы:
    1. На наклонную плоскость нанесем тонкий слой клея;
    2. Нанесем на слой клея тонкий равномерный слой песка для того, чтобы создалось умеренное сцепление;
    3. На этот слой нанесем еще один, но только толстый слой того же вещества;
    4. Будем увеличивать угол наклона плоскости с поверхностью до тех пор, пока песок не начнет ссыпаться;
    5. Измерим с помощью измерительной ленты высоту h и длину l;
    6. Измерительные данные занесем в таблицу.

  • 7 слайд

  • 8 слайд

  • 9 слайд

  • Эксперимент №2 
Цель: определить внешний коэффициент трения песка, разделенн...

    10 слайд



    Эксперимент №2
    Цель: определить внешний коэффициент трения песка, разделенного на фракции.
    Оборудование: воронка, измерительная лента, линейка, песок.

  • Ход работы:1. На ровную поверхность насыпаем струю песка из воронки, сделанн...

    11 слайд

    Ход работы:
    1. На ровную поверхность насыпаем струю песка из воронки, сделанную из бумаги;
    2. При насыпи песка в определенный момент образуется лавина из резкого возросшего количества ссыпающего вещества, после этого прекратили сыпать песок;
    3. Измерили высоту и радиус, получившегося кургана;
    4. Измерительные данные занесем в таблицу.
     

  • 12 слайд

  • Заключение В ходе работы мною было выяснено: коэффициент трения зависит от...

    13 слайд

    Заключение
     
    В ходе работы мною было выяснено: коэффициент трения зависит от размеров частиц вещества и от метода эксперимента, в этом я и убедилась на опытах.

  • Спасибо за внимание!

    14 слайд

    Спасибо
    за внимание!

Получите профессию

Менеджер по туризму

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Выбранный для просмотра документ научно-практ конференция.docx

МКУ «Закаменское районное управление образования»

МАОУ «Ехэ-Цакирская средняя общеобразовательная школа»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследование и измерение

 внешнего коэффициента трения сыпучих веществ

 

 

 

 

 

Автор работы:

Цырендоржиева Александра,

ученица 10 класса.

 

 

 

 

 

Руководитель:

Соктоев Дамдин Цырендоржиевич,

 учитель физики

 

 

 

 

 

 

с.Ехэ-Цакир, 2015г.

 

Содержание работы

 

 

1.    Введение

3

         Актуальность

3

         Предмет исследования

3

         Объект исследования

3

         Цель

3

         Задачи

3

        Литературные источники

3

        Методы

3

        Новизна исследования

3

        Теоретическая значимость

4

        Практическая значимость

4

        Место и сроки проведения работы

4

2.    Результаты исследования

5

Трение, какое оно?

5

Эксперимент №1 «Наклонная плоскость»

7

Эксперимент №2 «Насыпь»

10

Коэффициент сыпучести

13

Результаты погрешности

15

3.    Заключение

18

4.    Литература

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Введение

 

С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем. Несмотря на ту большую роль, которую играет трение в нашей жизни, до сих пор не создана достаточно полная картина возникновения трения. Это связано даже не с тем, что трение имеет сложную природу, а скорее с тем, что опыты с трением очень чувствительны к обработке поверхности и поэтому трудно воспроизводимы.

Мне пришла в голову одна мысль: «А что, если измерить внешний коэффициент трения какого-нибудь необычного вещества, например, манной крупы, песка  или сахарного песка, ведь коэффициент трения обычных тел измерить не составляет особого труда, а как же быть с этими веществами?».

Актуальность:

Трение и наблюдения за ним является неотъемлемой частью нашей жизни. Существуют процессы, протекающие в нашем мире, которые зависят от трения. Мы не можем жить и не знать, хотя бы элементарных явлений в природе и науке. А, следовательно, физика является той наукой, которая актуальна, не стареющая. Тема моей работы поможет понять и узнать самые обычные процессы в окружающем нас мире.

Предмет исследования: трение.

Объект исследования: внешний коэффициент трения.

Цель:

рассмотреть с помощью опытов внешний коэффициент трения сыпучих веществ (песок).

Задачи:

1.      Изучить теорию трения;

2.      Теорию подтвердить практическим экспериментом;

В ходе работы был проведен подбор анализ и систематизация литературных источников:

1.      Трофимова Т.И. «Физика от А до Я». –М.: «Дрофа» 2007 г. стр. 43- 44

2.      Старовиков М.И.; Низамов И.М. «Задачи по механики и методы их решения» -М.: Бийск: научно- издательский центр Бийского государственного педагогического института, 1998 г. стр. 41-75

Методы: практический, теоретический, сравнение.

Новизна исследования состоит в том, что в ходе эксперимента исследовали внешний коэффициент сыпучих веществ.

Теоретическая значимость состоит в том, чтобы рассмотреть теоретические аспекты по теме коэффициента трения.

Практическая значимость состоит в непосредственном измерении внешнего коэффициента трения сыпучих веществ.

Место и сроки проведения работы: декабрь-январь 2014 -2015г., МАОУ «Ехэ-Цакирская СОШ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты исследования

 

Трение, какое оно?

 

Силами трения называют силы, возникающие при соприкосновении поверхностей двух тел или частей одного тела и препятствующие их взаимному перемещению. Они приложены к телам вдоль поверхности соприкосновения и всегда направлены в сторону, противоположную относительной скорости движения.

 

 

Надпись: Внешнее трение действует между различными соприкасающимися теламиНадпись: Внутренним трением- это вязкое трение, которое возникает между частями одного и того же тела, скорости слоев которых непрерывно меняются от слоя к слою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Если тело скользит по какой-либо поверхности, его движению препятствует сила трения скольжения.

,

где N — сила реакции опоры, a μ — коэффициент трения скольжения. [1]

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно движению тела. При изменении направления скорости изменяется и направление силы трения.

Сила трения начинает действовать на тело, когда его пытаются сдвинуть с места. Если внешняя сила F меньше произведения μN, то тело не будет сдвигаться — началу движения, как принято говорить, мешает сила трения покоя. Тело начнет движение только тогда, когда внешняя сила F превысит максимальное значение, которое может иметь сила трения покоя

Трение покоя – сила трения, препятствующая возникновению движению одного тела по поверхности другого. Силы трения имеют электромагнитную природу.[1]

Коэффициент μ зависит от материала и качества обработки соприкасающихся поверхностей и не зависит от веса тела. Коэффициент трения определяется опытным путем.

В жизни человека силы трения играют важную роль. В одних случаях он их использует, а в других борется с ними.[1]

 


 

Эксперимент №1

Цель: определить внешний коэффициент трения сыпучих веществ.

Оборудование: наклонная плоскость, клей, песок, измерительная лента.

 

Ход работы:

1.      На наклонную плоскость нанесем тонкий слой клея;

2.      Нанесем на слой клея тонкий равномерный слой песка для того, чтобы создалось умеренное сцепление;

3.      На этот слой нанесем еще один, но только толстый слой того же вещества;

4.      Будем увеличивать угол наклона плоскости с поверхностью до тех пор, пока песок не начнет ссыпаться;

5.      Измерим с помощью измерительной ленты высоту h и длину l;

6.      Измерительные данные занесем в таблицу.

 

Название вещества

Высота h, см

Длина l, см

Коэффициент трения μ

1

Мелкий песок

17

26,5

0,64

 

 

0,599

15,5

26,5

0,58

16.5

26

0,63

15,5

26,5

0,57

16

27,5

0,58

2

Средний песок

16,5

27

0,61

 

 

0,626

16,5

27

0,61

17

26,5

0,64

18,5

27

0,69

16

27,5

0,6

3

Крупный песок

15,5

28

0,55

 

 

0,58

16

27,5

0,58

15

28,5

0,53

17

27,5

0,62

17,5

27

0,65

4

4

Сахарный песок

15

40

0,375

0,43

16

41

0,390

18

42,5

0,424

20

42

0,446

21

42,5

0,464

5

Крупа манная

15

41

0,366

0,43

17

41,5

0,410

18

42

0,429

20

42,5

0,471

21

43

0,488

 

 

 

Обработка полученных результатов

 

ОХ: mgSinα - =0;

ОУ:N-mgCosα=0;

=mgSinα;

N=mgCosα;

N;

Описание: C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Direct_trg.gifmgSinα=μmgCosα;

μ= = ;

=tgα;                tgα=;

 μ =;

 

μ =;

 
 

 

 


 = ; = ;


 

Эксперимент №2

 

Цель: определить внешний коэффициент трения песка, разделенного на фракции.

Оборудование: воронка, измерительная лента, линейка, песок.

 

Ход работы:

  1. На ровную поверхность насыпаем струю песка из воронки, сделанную из бумаги;
  2. При насыпи песка в определенный момент образуется лавина из резкого возросшего количества ссыпающего вещества, после этого прекратили сыпать песок;
  3. Измерили высоту и радиус, получившегося  кургана;
  4. Измерительные данные занесем в таблицу.

 

Название вещества

Высота h, см

Длина l, см

Радиус R, см

Коэффициент трения μ

1

Мелкий песок

0,3

1

1

0,3

 

0,28

0,2

0,8

0,8

0,25

0,3

0,7

1

0,3

2

Средний песок

0,4

1

0,9

0,44

 

0,49

0,5

0,9

1

0,5

0,5

1

0,9

0,55

3

Крупный песок

0,5

1

1,5

0,33

 

0,33

0,6

1

1,5

0,4

0,4

1,5

1,5

0,26

4

Соль поваренная

1

8

2

0,25

0,30

0,5

5

1,5

0,30

2

7

2,5

0,36

 

Обработка полученных результатов

ОХ: mgSinα - =0;

Описание: C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Direct_trg.gifОУ:N-mgCosα=0;

=mgSinα;

l

 
N=mgCosα;

h

 
N;

mgSinα=μmgCosα;

μ= = ;

R

 
=tgα;                tgα=;

 μ =;                          

 

μ =;

 
 

 

 


 = ; = ;

 

Название вещества

Решение

Мелкий песок

μ = = 0,3;

 

μ = = 0,25;

 

μ = = 0,3;

Средний песок

μ = = 0,44;

 

μ = = 0,5;

 

μ = = 0,55;

Крупный песок

μ = = 0,33;

 

μ = = 0,4;

 

μ = = 0,26;

 

Коэффициент сыпучести

 

Через внешний коэффициент трения можно посчитать коэффициент сыпучести вещества, чем выше коэффициент сыпучести, тем выше курган. Коэффициент сыпучести численно равен углу естественного откоса.

Угол естественного откоса — угол, образованный свободной поверхностью рыхлой горной массы или иного сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Иногда может быть использован термин «угол внутреннего трения».

Частицы материала, находящиеся на свободной поверхности насыпи, испытывают состояние критического (предельного) равновесия. Угол естественного откоса связан с коэффициентом трения и зависит от шероховатости зерен, степени их увлажнения, гранулометрического состава и формы, а также от удельного веса материала.

По углам естественного откоса определяются максимально допустимые углы откосов уступов и бортов карьеров, насыпей, отвалов и штабелей. угол естественного откоса из различных материалов

 

Материал (условия)

Угол естественного откоса (градусы)

Глина сухая

35-40°

Гравий (насыпной)

30-45°

Гравий (натуральный с песком)

25-30°

Кора (деревянные отходы)

45°

Мука

45°

Пепел

40°

Песок сухой

15-30°

Песок влажный

45°

Песок сырок

34°

Пшеница сухая

28°

 

 

Эксперимент №2

 

tgα

Мелкий песок

0,28

Средний песок

0,49

Крупный песок

0,33

 

 

Вывод: чем больше внешний коэффициент трения, тем больше тангенс угла, а, следовательно, курган выше.

 

 

Результаты погрешности

 

По всем проводим мной экспериментам, есть погрешность:

 

 = ;

;

; = ;

….

;

 

Абсолютная погрешность по эксперименту№1 

 

Для мелкого песка

 = 0,599.

 = 0,64 – 0,599 = 0,041;

 = 0,58 – 0,599 = - 0,019;

 = 0,63 – 0,599 = 0,031;

 = 0,57 – 0,599 = - 0,029;

 = 0,38 – 0,599 = - 0,019;

 = = 0,001.

 

Для среднего песка

 

 = 0,626.

 

 = 0,61 – 0,626 = - 0,016;

 = 0,61 – 0,626 = - 0,016;

 = 0,64 – 0,626 = 0,014;

 = 0,69 – 0,626 = 0,064;

 = 0,6 – 0,626= - 0,026;

 

 = = 0,004.

 

Для крупного песка

 

 = 0,58.

 

 = 0,55 – 0,58 = - 0,03;

 = 0,58 – 0,58 = 0;

 = 0,53 – 0,58 = - 0,05;

 = 0,62 – 0,58 = 0,04;

 = 0,65 – 0,58= 0,07;

 

 = = 0,006.

 

 

 

Абсолютная погрешность по эксперименту№2 

 

Для мелкого песка

 

 = 0,28.

 

 = 0,3 – 0,28 = 0,02;

 = 0,25 – 0,28 = - 0,03;

 = 0,3 – 0,28 = 0,02;

 

 = = 0,003.

Для среднего песка

 

 = 0,49.

 

 = 0,44 – 0,49 = - 0,05;

 = 0,5 – 0,49 = 0,01;

 = 0,55 – 0,49 = 0,06;

 

 

 = = 0,006.

 

Для крупного песка

 

 = 0,33.

 

 = 0,33 – 0,33 = 0;

 = 0,4 – 0,33 = 0,07;

 = 0,26 – 0,33 = - 0,07;

 

 

 = = 0.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе работы мною было выяснено: коэффициент трения зависит от размеров частиц вещества и от метода эксперимента, в этом я и убедилась на опытах.

Каждый из нас знает и представляет, что такое трение и где оно используется, например, при ходьбе человека, движение транспорта и т.д. Но никто никогда не задумывался об этом явлении с точки зрения физики, есть ли это у сыпучих веществ. Подобрав теоретический материал, я решила проверить простые опыты на практике и это мне удалось.

Данную работу можно использовать на уроках физики и знакомить учеников с обычными процессами в окружающем нас мире, но сложными по своему устройству.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

  1. Трофимова Т.И. «Физика от А до Я». –М.: «Дрофа» 2007 г. стр. 43- 44
  2. Старовиков М.И.; Низамов И.М. «Задачи по механики и методы их решения» -М.: Бийск: научно- издательский центр Бийского государственного педагогического института, 1998 г. стр. 41-75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

  

 

 

 

 

 

 

 

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Исследовательская работа учащихся "Исследование и измерение внешнего коффициента трения сыпучих веществ""

Получите профессию

Фитнес-тренер

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Получите профессию

Фитнес-тренер

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 626 615 материалов в базе

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 02.12.2018 431
    • RAR 581.7 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Соктоев Дамдин Цырендоржиевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Соктоев Дамдин Цырендоржиевич
    Соктоев Дамдин Цырендоржиевич
    • На сайте: 8 лет и 5 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 1753
    • Всего материалов: 6

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Интернет-маркетолог

Интернет-маркетолог

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в профессиональном образовании

Преподаватель физики

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 41 человек из 21 региона

Курс профессиональной переподготовки

Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Физика")

Учитель физики

300 ч. — 1200 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 36 человек из 21 региона

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по физике в условиях реализации ФГОС ООО

36 ч. — 180 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 76 человек из 33 регионов

Мини-курс

Управление проектами и стоимостная оценка в современном бизнесе

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Читательская грамотность у школьников

2 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 30 человек из 16 регионов

Мини-курс

Дизайн и визуальная коммуникация

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
Сейчас в эфире

Как школьному учителю зарабатывать онлайн?

Перейти к трансляции