Сила трения

предметов»
город Набережные Челны
Республика Татарстан
Подготовила:
учитель физики
Мингазова Майсара Валеевна

как человек получил знания об этом явлении, какова его природа.
Задачи:
Проследить

исторический опыт человечества по использованию и применению этого явления;
Выяснить природу явления трения, закономерности трения;
Провести эксперименты , подтверждающие закономерности и зависимости силы трения;
Продумать и создать демонстрационные эксперименты, доказывающие зависимость силы трения от силы нормального давления, от свойств соприкасающихся поверхностей, от скорости относительного движения тел.

нашей жизни;
Ответим на вопрос: « Что мы знаем об этом

явлении?»

сила трения, качения, покоя, скольжения, изучили человеческий опыт в применении

трения, способов борьбы с трением.

будешь.
Тихий воз будет на горе.
Тяжело против воды плыть.
Любишь кататься, люби

и саночки возить.
Терпенье и труд все перетрут.

Пословицы и поговорки:

да и покатился – с окна на лавку, с лавки

на пол….)
«Репка» - трение покоя.
«Медвежья горка»- трение скольжения.

Сказки:

шагу, а потому ставшее таким привычным и таким незаметным
Трение не

только тормоз для движения. Это еще и главная причина изнашивания технических устройств, проблема, с которой человек столкнулся также на самой заре цивилизации

шариковых
и роликовых подшипников.

3. Применение воздушной подушки.
Способы уменьшения трения:

в 1780 г. в Англии в Спровстоне.

станочного инструмента с разделенными регулируемыми подшипниковыми блоками

тротуарами дорогам?
На первый вопрос основная масса опрошенных не

могла ответить определенно, т.к. не видела связи между трением и повседневным своим опытом. На второй вопрос дети и школьники средних классов говорили, что им гололед нравится, можно кататься; а люди постарше уже понимают, в чем заключается опасность этого явления.

Мы провели не большой социологический опрос группы жителей, которым задавались следующие вопросы:

виды трения;

взаимному перемещению.
Природа – электромагнитное взаимодействие.
Виды: внешнее (покоя, скольжения, качения),
Внутреннее

(слои газа или жидкости),
Сопротивление (движение тела относительно
газа или жидкости)

Сила трения Fтр как характеристика действия
поверхности на тело.
Характер силы трения:
а) зависит от материала тела и поверхности, смазки, величины N;
б) не зависит от S поверхности;
в) Fmax покоя больше Fскольжения;

г) Fкачения меньше Fскольжения;
Закон силы трения (для случая независимости от скорости)
Fтр=N.
Коэффициент трения характеризует материал, степень
обработки поверхностей; не зависит от N.

Уменьшение трения:
Смазка, обработка поверхностей, выбор
материала, подшипники качения и скольжения.
Увеличение трения: песок на дороге при гололеде,
цепи на колесах, специальные шины, протектор на ботинках
и др.
Расчет движения тел.
Расчет деформаций.

µN
Трение покоя – движущая сила, «сцепной вес».

Трение качения
Природа…
Fтр.

кач. F тр. скольж.
Колесо! Подшипники!
Увеличивают: песок, рукавицы, гвозди, шурупы, шиповки.
Уменьшают: валы, оси, шлифовка, подшипники, смазка.

V

Fтр

V

F

30F

5F

Жидкое трение

Трение в жидкостях и газах
Fc = kv
Fc = kv2

F
Fтр = µF∂
N = mg – Fsinα
Fтр = µ(mg

– Fsinα)

N = mgcosα
Fтр = µmgcosα

Fтр = µmg

Петров писал: «Силу трения можно замечать всегда и повсюду, и

ее надо поставить в ряду могущественнейших способов, при посредстве которых природа превращает один вид энергии в другой, мало-помалу заменяя их тепловыми. Эта сила обнаруживает свое влияние в самых разнообразных явлениях природы, возбуждая живой интерес ученых самых разнообразных направлений. Знание законов трения необходимо и астроному, и физику, и физиологу, и технику». Это высказывание одного из крупнейших инженеров конца прошлого века необычайно ясно показывает исключительную важность трибологии — науки о трении и процессах, его сопровождающих.

износа. В процессе своих исследований он обнаружил, что существует соотношение

между нагрузкой и силой трения. Он также определили первые законы сухого трения, суть которых в следующем:
Сила трения прямо пропорциональна нагрузке.
Сила трения не зависит от видимой (номинальной) площади контакта.
Сила трения не зависит от скорости скольжения.
Применяя эти результаты, он установил:
Преимущества качения перед скольжением.
Преимущества линейного/точечного контакта перед контактом по площади.
Преимущества обеспечения расстояния между телами качения в подшипниках качения.

материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел: сила трения F

и нормальная нагрузка Nnormal связаны неравенством


обращающимся в равенство только при наличии относительного движения. Это соотношение называется законом Амонтонаобращающимся в равенство только при наличии относительного движения. Это соотношение называется законом Амонтона-Кулона.

коэффициент трения при сдвиге — скольжении и коэффициент трения при

качении. В свою очередь, при скольжении в зависимости от величины тангенциальной силы различают коэффициент неполного трения скольжения, коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения. Все эти коэффициенты трения могут изменяться в широких пределах в зависимости от шероховатости и волнистости поверхностей, характера плёнок, покрывающих поверхности.

роли трения пишет французский физик Гильом: “Всем нам случалось выходить в

гололедицу: сколько усилий требовалось, чтобы удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся устранить его в машинах – и хорошо делают. В прикладной механике о трении говорится, как о крайне нежелательном явлении, и это правильно, однако лишь в узкой специальной области. Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и чернильница упадут на пол. Трение представляет настолько распространенное явление, что нам, за редким исключением, не приходится призывать его на помощь: оно является к нам само.
Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, куда их поставили. Блюда, стаканы, поставленные на стол, остаются неподвижными без особых забот с нашей стороны, если только дело не происходит на пароходе во время качки.
Вообразим, что трение может быть устранено совершенно. Тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинки, никогда не удержится одно на другом. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкой капли”.

волшебнику удалось “выключить” трение. А теперь подумайте, к каким непредвиденным

последствиям это привело бы. Во-первых, вы, разумеется, выяснили бы, что трение бывает отнюдь 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. Однако без трения мы не могли бы ходить, колёса машин без толку крутились бы на месте, бельевые прищепки не могли бы ничего удержать и. т. д.
Во-вторых, продолжая теперь вместе наши фантазии, мы, в конце концов, добрались бы до причин, порождающих трение. И здесь открывается самое интересное. Во время скольжения одного предмета по другому происходит словно бы зацепление микроскопических бугорков друг за друга. Но если бы этих бугорков не было, то это не значило бы, что сдвинуть предмет или тащить его стало бы легче. Возник бы так называемый эффект прилипания, который вы легко обнаружите, пытаясь, скажем, сдвинуть стопку книг в глянцевой обложке вдоль поверхности полированного стола.
Значит, не будь трения, не было бы этих крошечных попыток каждой частички вещества удержать подле себя соседок. Но тогда как вообще эти частички держались бы вместе? Иными словами внутри различных тел исчезло бы стремление “жить компанией”. То есть вещество развалилось бы до мельчайших деталек, как рассыпался бы на части от сотрясения домик из детского конструктора.
Вот к какому неожиданному выводу можно придти, если допустить отсутствие трения. С трением надо бороться, но абсолютно избавиться от него не получится, да и не надо.
К этому можно прибавить, что при отсутствии трения гвозди и винты выскальзывали бы из стен, не одной вещи нельзя было бы удержать в руках, никакой вихрь никогда бы не прекращался, никакой звук не умолка, а звучал бы бесконечным эхом, неослабно отражаясь, например, от стен комнаты. Наглядный урок, убеждающий нас в огромной важности трения, дает нам каждый раз гололедица. Застигнутые ее на улице мы оказываемся беспомощны.

площади соприкосновения трущихся поверхностей;
От трущихся материалов(при сухих поверхностях;

Оборудование: Динамометр лабораторный

с жесткостью пружины 40Н/м; динамометр круглый демонстрационный(предел-12Н); деревянные бруски – 2 штуки; набор грузов; деревянная дощечка; кусок металлического листа; плоский чугунный брусок; лед; резина.

150 300 450 600 750

900 1050 m

0 20

28 70 170 S, см2

дереву( различные способы обработки поверхностей).

1)Неровная поверхность- брусок неотработан. 2)Гладкая поверхность- брусок обструган вдоль волокон дерева. 3) Отшлифованная гладкая поверхность обработана наждачной бумагой. 4)При исследовании силы трения от материалов трущихся поверхностей мы используем 1 брусок массой 120 г и разные контактные поверхности. Используем формулу: F тр=μ N

рук и , не торопясь, пальцы начинаем сближать. Линейка движется

равномерно по двум пальцам сразу. Она скользит по очереди то по одному, то по другому пальцу. Почему?
Под линейкой скользит лишь тот палец, который стоит дальше от центра масс линейки, так как он испытывает меньшую нагрузку и меньшее трение. Его скольжение прекращается, как только он оказывается ближе к ценру масс линейки, чем второй палец, и тогда начинает скользить второй палец. Так пальцы движутся к центру тяжести линейки поочередно…

использует знания о явлении трения, полученные опытным путем. Начиная с

XV-XVI 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 строением 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 была создана серия экспериментов, помогающих понять и объяснить некоторые «трудные» наблюдения.
Но, наверное, самое главное – мы поняли, как здорово добывать знания самим, а потом делиться ими другими.