Конспект к проекту по физике Сила трения.

Слайд 1                       Сила трения

Слайд 2             Актуальность

  v   Тема, выбранная нами и наши исследования, опираются на связь законов физики с жизнью. Ежедневно, ежечасно, ежесекундно мы сталкиваемся с проявлениями силы трения. Мы сделали некоторые предположения о зависимости силы трения от некоторых факторов и решили проверить это на практике. Это интересно не только нам , но и многим людям.

Слайд 2а     Цели и задачи

Слайд 2б         Цель: выяснить, какую роль играет сила трения в нашей жизни, как человек получил знания об этом явлении, какова её природа.

Задачи: проследить исторический опыт человека по использованию и применению этого явления: выяснить природу явления трения , закономерности трения; провести эксперименты, подтверждающие;  закономерности и зависимости силы трения; подумать и создать демонстрационные эксперименты, доказывающие зависимость силы трения от силы нормального давления,  от свойств соприкасающихся поверхностей ,от скорости относительного движения тел.

Слайд 3           Трение   — процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде.

Слайд 4       Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению.

Слайд 5      Причины возникновения сил трения

Слайд 6              Первая– это шероховатость поверхности. Это хорошо понятно на примере досок пола или поверхности Земли. В случае же более гладких поверхностей, например, льда или покрытой металлическими листами крыши, шероховатости почти не видны, но это не значит, что их нет. Эти шероховатости и неровности цепляются друг за друга и мешают движению.

Слайд 7        Вторая причина– это межмолекулярное притяжение, которое действует в местах контакта трущихся тел. Однако, вторая причина проявляется, в основном, лишь в случае очень хорошо отполированных тел. В основном же, мы имеем дело с первой причиной возникновения сил трения. И в таком случае, чтобы уменьшить силу трения, часто применяют смазку.

С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. В прямом смысле этого слова. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем, так как именно силы трения удерживают наши ноги на поверхности.

Наличие трения обеспечивает возможность перемещаться по поверхности. Так, при ходьбе именно за счёт трения происходит сцепление подошвы с полом, в результате чего происходит отталкивание от пола и движение вперёд. Точно так же обеспечивается сцепление колёс автомобиля (мотоцикла) с поверхностью дороги.

Слайд 8           Сила трения в физике и ее виды

Слайд 9        Взаимодействие, которое возникает в месте соприкосновения двух тел и препятствует их относительному движению, называют трением. А силу, которая характеризует это взаимодействие, называют силой трения.

•Различают три вида трения: трение скольжения, трение покоя и трение качения. 

Слайд 10     Трение покоя     

Слайд 11       В нашем случае, когда мы пытались сдвинуть шкаф с места, мы пыхтели, толкали, краснели, но не сдвинули шкаф. Что удерживает шкаф на месте? Сила трения покоя.  

Трение покоя удерживает вбитые в стену гвозди, мешает самопроизвольно развязываться шнуркам, а также держит на месте наш шкаф.     

Слайд 12             Трение скольжения 

Слайд 13             Вернемся к нашему пресловутому шкафу. Мы, наконец, сообразили, что сдвинуть его в одиночку нам не удастся и позвали на помощь соседа, у нас получилось сдвинуть его с места.   

               Когда мы приложили силу, превышающую силу трения покоя, шкаф не просто сдвинулся с места, но и (с нашей помощью, естественно) продолжил двигаться дальше, до нужного нам места. И усилия, которые приходилось затрачивать на его передвижение, были примерно одинаковы на всем протяжении пути.

            В данном случае нам мешала сила трения скольжения. Сила трения скольжения, как и сила трения покоя, направлена в сторону, противоположную приложенному воздействию.

Слайд 14                Трение качения

Слайд 15               В случае, когда тело не скользит по поверхности, а катится, то, возникающее в месте контакта трение, называют трением качения. Катящееся колесо немного вдавливается в дорогу, и перед ним образуется небольшой бугорок, который приходится преодолевать. Именно этим и обусловлено трение качения.

Чем тверже дорога, тем меньше трение качения. Именно поэтому ехать по шоссе намного легче, чем по песку. Трение качения в подавляющем большинстве случаев ощутимо меньше трения скольжения. Именно поэтому повсеместно применяют колеса, подшипники и так далее.

Слайд 16     Если бы исчезла сила трения.....

Вроде бы жизнь проходит как у всех. Окружающий нас мир стал бы совершенно иным. Дома бы мебель “гуляла бы” по комнате от легкого сквозняка. По дороге в школу люди поминутно падали бы и не могли подняться. Ведь только трение покоя позволяет нам отталкиваться ногами, шагая вдоль по ровной дороге. Без трения автомобиль не только нельзя остановить или повернуть, его вообще нельзя заставить катиться. В мире без трения вращающиеся ведущие колёса автомобиля будут «буксовать», как это часто бывает в зимнее время на обледеневшей дороге. Чтобы колёса катились, необходимо трение их о дорогу. И без жидкого трения жизнь на Земле была бы затруднительной. Поэтому Трение покоя во многих случаях необходимо и выступает очень часто помощником человека.

Слайд 17        Если бы исчезла сила трения, то:   

1.              Машины ездили по бездорожью, как по самым лучшим шоссе.

2.              В магазины можно было не ходить,потому что удержать продукты в руке было невозможно,не говоря уже о том , чтобы довезти их домой!

3.              Кто танцевал, тот не мог остановиться.

4.              Доплыть до берега?-Несбыточная мечта.

      5.Ни одна вещь не могла удержаться на месте!Ничто нельзя было удержать в руках.

     6.Невозможно было дождаться автобуса, потому что тормоза не работали! Автобусы ездили без остановки!

7.              Газонокосилка скользила по траве как по катку ,не срезая ни травинки!

8.              Всё куда-то летело, скользило, падало!

9.              Ездили без остановок поезда,сталкиваясь, сходили с рельсов и скользили дальше!

Слайд 18           Может быть, одним из полезнейших явлений природы, делающим возможным наше существование, является именно трение?

Слайд 19   Трение в природе,технике и в быту

Слайд 20     Пробовали ли вы ездить на автомобиле в гололед? Когда дорога покрыта коркой льда, мы говорим: плохое сцепление. Что это означает?

Это означает, что трение между колесами и дорогой очень маленькое. И если это полезно в случае перемещения грузов волоком, например, на санках, то очень вредно в ситуации, когда необходимо резко затормозить или сменить направление движения. Роль силы трения в жизни человека огромна, этого нельзя отрицать.

•И наша задача сводится к тому, чтобы максимально эффективно использовать силу трения в быту и в технике для облегчения жизни.

Слайд 21   Роль силы трения в быту  

 Роль силы трения в быту сводится к тому, что мы можем ходить и ездить, что предметы не выскальзывают у нас из рук, даже одежду мы носим благодаря трению, которое удерживает волокна в составе нитей, а нити в структуре тканей.

Но трение может играть и отрицательную роль. Именно из-за него нагреваются и изнашиваются движущиеся части различных механизмов. В таких случаях его стараются уменьшить. Существует несколько способов уменьшения трения.

Один из них – это введение смазки между трущимися поверхностями. Смазка уменьшает соприкосновение тел, и трутся не тела, а слои жидкости. А трение в жидкости намного меньше, чем сухое трение.

Слайд 22        Еще примеры силы трения в быту:

вещи, стоящие на вашем столе, не улетают от малейшего сквозняка

вы можете водите компьютерной мышкой по коврику

вы с трудом двигаете шкаф, т.к. есть сила трения

ковер сильно уменьшает силу трения

смазывание петлей дверей

Слайд 23           Сила трения в технике

    Еще одним способом уменьшить трение является применение шариковых и роликовых подшипников. Внутреннее кольцо подшипника одевается на вал какого-либо механизма, а наружное кольцо закрепляют в корпусе машины или станка. И когда вал начинает вращаться, то он не скользит, а катится на шариках или роликах между кольцами подшипника.

Слайд 24        Еще примеры силы трения в технике:

автомобиль может тормозить

на севере люди передвигаются на санках и лыжах - так быстрее, т.к. меньше сила трения

любые смазанные детали работают лучше

колеса с шипами или даже с цепями.

Слайд 25       Роль силы трения в природе

Стоит упомянуть и о роли силы трения в природе. Пример – это шероховатые лапки насекомых для улучшения сцепления с поверхностью, или, наоборот, это гладкие тела рыб, покрытые слизью для уменьшения трения о воду.

В природе животные и растения давно научились приспосабливаться и использовать силу трения себе во благо. То же необходимо делать и человеку, дабы обеспечить себе комфортное существование на планете Земля.

Слайд 26     Еще примеры силы трения в природе:

•мы можем ходить по земле

•белки прыгают по веткам деревьев

•птичка может присесть на ветку

•вода точит камень

•образование планет и комет

Слайд 27         ПОЛЬЗА И ВРЕД СИЛЫ ТРЕНИЯ

Слайд 28     Примерами полезных сторон сил трения можно назвать то, что мы можем ходить по земле, что наша одежда не разваливается, так как нитки в ткани удерживаются благодаря все тем же силам трения, что насыпав на обледеневшую дорогу песок, мы улучшаем сцепление с дорогой, дабы избежать аварии.

Слайд 29     Ну а вредом силы трения является проблема перемещения больших грузов, проблема изнашивания трущихся поверхностей, а также невозможность создания вечного двигателя, так как из-за трения любое движение рано или поздно останавливается, требуя постоянного стороннего воздействия.

Слайд 30     История открытия силы трения

Слайд 31        Первые исследования трения были проведены Леонардо да Винчи примерно 500 лет назад.

Он таскал по полу то плотно свитую веревку, то ту же веревку во всю длину. Его интересовал ответ на вопрос: зависит ли сила трения скольжения от величины площади соприкасающихся в движении тел.

Слайд 32            Он получил следующие результаты:

1.От площади не зависит.

2.От материала не зависит.

3.От величины нагрузки зависит (пропорционально ей).

4.От скорости скольжения не зависит.

5.Зависит от шероховатости поверхности.

Слайд 33            Но работы Леонардо да Винчи стали известны уже после того, как классические законы трения были вновь открыты французским ученым Кулоном в 17-18 веках. Он ставил опыты на судостроительной верфи, в одном из портов Франции.

Там о нашел те практические производственные условия, в которых сила трения играла очень важную роль. В дальнейшем ученых стал интересовать вопрос о влиянии смазки, и были выделены виды трения: жидкостное, чистое, сухое и граничное.

Слайд 34        Практическая работа

Мы решили проверить верны ли утверждения, сделанные

Леонардо да Винчи и Кулоном на практике. И когда мы провели практическую работу , то получили следующие результаты.

Слайд 35          1)От силы нормального давления зависит ( пропорционально ей):

 S=36см².

1.m1= 50 г = 0,050кг; F1 = 0,5H; Fтр.1 =0,3 Н.

2.m2 = 100г = 0,100 кг; F2 = 1Н; Fтр.2= 0,5 H.

3.m3 =150г = 0,150кг; F3 = 1,5 Н; Fтр.3 = 0,7 Н.

2) От площади поверхности не зависит:

S= 18cм².

 m= 150г = 0,150кг ; F = 1,5Н; Fтр. = 0,7Н.

3) От шероховатости поверхности зависит:

       1. Поверхность трибометра:

m= 0,150 кг; F=15Н; Fтр.= 0,7Н

       2. Поверхность стола:

m= 0,15кг; F=15Н; Fтр.= 0,9Н.

       3.Шероховатая поверхность:

m= 0,15кг; F=15Н; Fтр.=1H.

Слайд 36     Фотографии

Слайд 37         Пословицы и поговорки о силе трения.

Слайд 38     Вода и землю точит и камень долбит.

Слайд 39    Скрипит как несмазанная телега.

Слайд 40   Против шерсти не гладят.

Слайд 41   Кататься как сыр в масле.

Слайд 42    По льду ходить – поскользнуться.

Слайд 43    Вывод

Слайд 44        •       Мы выяснили, что человек издавна использует знания о явлении трения, полученные опытным путем. Начиная с ХY – ХYI веков, знания об этом явлении становятся научными: ставятся опыты по определению зависимостей силы трения от многих факторов, выясняются закономерности.

•       Теперь мы точно знаем, от чего зависит сила трения, а что не влияет на нее. Если говорить более конкретно, то сила трения зависит: от нагрузки или массы тела; от рода соприкасающихся поверхностей; от скорости относительного движения тел; от размера неровностей или шероховатостей поверхностей. А вот от площади соприкосновения она не зависит.

•       Теперь мы можем объяснить все наблюдаемые в практике закономерности строения вещества, силой взаимодействия между молекулами.

•        Мы провели серию экспериментов, проделали примерно такие же опыты, как и ученые, и получили примерно такие же результаты. Получилось, что экспериментально мы подтвердили все утверждения, высказанные нами. Нами был создан ряд экспериментов, помогающих понять и объяснить некоторые «трудные» наблюдения.

•        Но, наверное, самое главное – мы поняли, как здорово добывать знания самим, а потом делиться ими с другими.

МБОУ СОШ ст. Павлодольской

Моздокского района РСО-Алания

Проектная работа по теме:

«Сила трения»

Подготовили ученицы 8 «А» класса

Сулименко Наталья и Сбродова Виолета

Руководитель проекта:   Ханеева И.Р.