Сила трения (10 класс)

СИЛА ТРЕНИЯ

10 класс

Учитель физики

Тихонова О.А.

Почему звучит скрипка, когда по струнам проводят смычком? Почему на мокрой дороге автомобилю сложнее затормозить?   Вы стоите на абсолютно гладкой поверхности ледяного озера. Как сдвинуться с места? Как снять тесное кольцо с пальца?

Ответы на все эти вопросы можно получить, подробно изучив такую важную тему, как

закон силы трения.

Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит,

что между ней и телом нет трения. Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.

Трение   — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел. Сила трения  — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.  

Сила трения всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения в сторону, противоположную движению. Она всегда меньше силы нормального давления.

Откуда берётся трение

Трение возникает по двум причинам:

• Все тела имеют шероховатости. Даже у очень хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп видны неровности. Абсолютно гладкие поверхности бывают только в идеальном мире задач, в которых трением можно пренебречь. Именно упругие и неупругие деформации неровностей при контакте трущихся поверхностей формируют силу трения. 
• Между атомами и молекулами поверхностей тел действуют  электромагнитные силы  притяжения и отталкивания. Таким образом, сила трения имеет электромагнитную природу.

Виды силы трения

В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.

Сухое трение  возникает в области контакта поверхностей твёрдых тел в отсутствие жидкой или газообразной прослойки. Этот вид трения может возникать даже в состоянии покоя или в результате перекатывания одного тела по другому, поэтому здесь выделяют три вида силы трения:

• трение скольжения,
• трение покоя,
• трение качения.  

Вязкое трение   возникает при движении твёрдого тела в жидкости или газе. Оно препятствует движению лодки, которая скользит по реке, или воздействует на летящий самолёт со стороны воздуха. Интересная особенность вязкого трения в том, что отсутствует трение покоя. Попробуйте сдвинуть пальцем лежащий на земле деревянный брус и проделайте тот же эксперимент, опустив брус на воду. Чтобы сдвинуть брус с места в воде, будет достаточно сколь угодно малой силы. Однако по мере роста скорости силы вязкого трения

сильно увеличиваются.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел;

  Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону.

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения ( F тр ) max . Если внешняя сила больше ( F тр ) max , возникает относительное проскальзывание.

Сила трения покоя  

Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется  силой трения покоя.

Сила трения покоя

(υ = 0). 

Сила трения скольжения  

Всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения;

Зависит от относительной скорости тел;

При изменении на­правления скорости изменяется и направление силы трения.

Сила возникающая при относительном движении контактирующих твёрдых тел, называется силой трения скольжения.

Сила трения качения  

Возникает в случае, когда тело не скользит по поверхности, а катится;

Скорости тел в точке касания одинаковы и по модулю и по направлению. 

Сила трения качения — это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.

Направление силы трения

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.

Как рассчитать и измерить силу трения

Коэффициент трения обозначается буквой μ  (греческая буква «мю»). Коэффициент определяется отношением силы трения к силе нормального давления.  

Сила реакции опоры обозначается N .

Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта. 

Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:

где  μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.

Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела: 

ПРИМЕР ЗАДАЧИ

На горизонтальном полу стоит ящик массой 20 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,3. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 36 Н. Какова сила трения между ящиком и полом?

РЕШЕНИЕ: Чтобы определить  вид  трения, возникающего между ящиком и полом, нужно найти силу трения скольжения и сравнить с ней приложенную к ящику силу.

Сила, приложенная к ящику, меньше силы трения скольжения. Значит, между ящиком и полом возникает сила трения покоя. Модуль силы трения покоя равен модулю приложенной силы:

F тр.пок . = F = 36  (Н).

Подведём итоги

• Сила трения покоя меняется от нуля до максимального значения 0
• Максимальная сила трения покоя почти равна силе трения скольжения, лишь немного её превышая. Можно приближенно считать, что Fтр. = Fтр.пок.макс 
• Силу трения скольжения можно рассчитать по формуле Fтр. =  μ  ⋅ N,  где  μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.
• При равномерном прямолинейном скольжении по горизонтальной поверхности сила тяги равна силе трения скольжения Fтр. = Fтяги.
• Коэффициент трения  μ  зависит от рода и степени обработки  поверхностей 0 μ  
• При одинаковых силе нормального давления и коэффициенте

трения сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

Домашняя работа:

§ 36, 37.

Упр. стр. 117.

Урок по теме «Сила трения». 7-й класс

• Папазян Анжелла Давидовна, учитель физики

Разделы:

Физика

Класс:
7

Цель урока: ввести понятие «сила
трения», рассмотреть виды трения, организовать
работу по определению зависимости силы трения от
веса и соприкасающихся поверхностей.

Триединая задача урока:

• Образовательные.
  • Формирование понятия «сила трения».
  • Интеграция предметного исторического,
    литературного и физического материала.
  • Применение физических знаний в повседневной
    жизни.
  • Формирование умения решать творческие задачи.

• Воспитательные.
  • Создание в ходе урока формированию идеи
    познаваемости мира.
  • Продолжение формирования политехнических
    умений: выполнение измерений, проведение простых
    экспериментов.

• Развивающие.
  • Приобщение к процессу рационализаторства,
    дальнейшее формирование приемов логической
    деятельности.
  • Отработка элементов дедуктивного метода
    познания. Развитие эмоций учащихся путем
    создания в ходе урока состояния удивления,
    занимательности, парадоксальности.

Тип урока: изучение нового материала,
комбинированный урок.

Педагогические технологии:

• ИКТ;
• технология погружения в тему учебного занятия;

Методические приемы:

• лекция;
• аналитическая беседа;
• выполнение упражнений.

План урока

1. Введение

Постановка проблемы: «Для чего нужно посыпать
лед песком?»

2. Основная часть.

1. Повторение понятия «силы», единицы измерения
   силы.
2. Введение понятия «силы трения»
3. Виды  трения
4. Просмотр ролика «Сравнение видов трения»
5. Просмотр ролика «Зависимость сил трения»
6. Проверка справедливости данных утверждений
   путем лабораторной работы.
7. Вывод на основании проделанной работы
8. Введение формулы силы трения.
9. Способы уменьшения силы трения.
10. Выполнение упражнений (10-15 мин.)

3. Заключение.

1. Итог урока
2. Домашнее задание

1. Введение

Наступает зима все вы не раз убеждались сами
или видели, что человек идущий по скользкой
поверхности чаще всего падает, поэтому дворники
посыпают дорожки песком или спец средствами.
Всему этому есть свое научное объяснение и
сегодня мы с вами должны понять, почему посыпают
скользкие поверхности песком. Для объяснение
этого факта в физики есть такое понятие , как
трение.

2. Основная часть

Взаимодействие, которое возникает в месте
соприкосновения тел и препятствует их
относительному движению, называется трением, а
силу, характеризующую это взаимодействие, –
силой трения.

Различают три вида трения:

Трение покоя, которое возникает, когда усилие,
приложенное для того, чтобы сместить их
относительно друг друга, недостаточно для
возникновения движения.

Трение скольжения возникает при скольжении
одного тела по поверхности другого.

Трение качения возникает при качении одного тела
по поверхности другого.

Видеоролик: «Сравнение видов трения» (Приложение 2)

Сила трения качения меньше силы трения
скольжения, а сила трения скольжения меньше силы
трения покоя.

Видеоролик: «Зависимость силы трения»
  (Приложение 2):

Сила трения зависит от веса тела.

Сила трения зависит от вида взаимодействующих
поверхностей.

Сила трения не зависит от площади контактных
поверхностей.

Проведение экспериментальной работы
по выяснению зависимости силы трения.

Сила трения пропорциональна силе нормального
давления. Коэффициент пропорциональности этих
сил называется коэффициентом трения.

Видеоролик: «Способы уменьшения силы
трения»  (Приложение 2)

• Отшлифовка поверхностей
• Смазка между соприкасающимися поверхностями.

Упражнение № 1 (Приложение
1)

Постройте диаграмму, классифицирующую трение,
используя предложенные слова:

1. Качение

2. Покоя

3. Скольжение

4. Движение

Упражнение № 2

Соотнесите виды трения с соответствующими
фразами.

Упражнение № 3

Соприкасающиеся поверхности изготовлены из
металла и древесины. Расположите в порядке
убывания коэффициенты трения для этих двух
веществ.

• Коэффициент трения покоя
• Коэффициент трения качения
• Коэффициент трения скольжения.

Упражнение № 4

Из приведенного ниже списка выберите факторы
которые влияют на трение.

1) сила, вынуждающая тело начать движение

2) вес тела

3) площадь движущейся поверхности

4) направление движения

5) неровность поверхности

Упражнение № 5

Заполните пропуски в тексте данными словами.

• Трение …  всегда замедляет скорость
  движущегося тела и может в конец … его.
• Для двух любых видов поверхностей сила трения
  покоя является … из сил трения, а сила трения
  качения …

1)  остановить

2) самой малой

3) скольжение

4) самой большой

Упражнение № 6

Сказка «Репка»

Ответь на вопросы:

1) Маленькую или большую репку вытягивать легче?

2) Из какого грунта – глинистого, песчаного или
чернозема легче вынуть репу?

3) одинаково ли трудно вытягивать равные по массе
репу и морковь?

Упражнение № 7

Вопрос к Шерлоку Холмсу.

Ватсон: «Каждый раз мучаюсь, прежде чем
отвинтить пробку у тюбика. Что надо сделать, что
бы не мучиться?»

3. Заключение. Подведение итогов урока

• Ответ на поставленный в начале урока вопрос:
  «Почему посыпают лед песком?»
• Выставление оценок за работу на уроке.

Домашнее задание:

Учебник  §30-32

Задачник №304

Интеллектуалам: «Где действует в вашей квартире
сила трения?

17.03.2013

Каковы 4 основных типа трения?

• ОПИСАНИЕ

  Пловец в воде демонстрирует трение

• ИСТОЧНИК

  Zena Holloway / The Image Bank / Getty

90 004 Трение — это весело! Или, по крайней мере, это физика. Трение — это сопротивление между двумя предметами, когда они трутся друг о друга. Откройте для себя четыре различных типа трения на примерах.

Различные виды трения

Когда речь заходит о силе, трение первое, что приходит на ум. Например, если вы катите мяч с холма, в конце концов он перестанет двигаться. Почему? Из-за трения. Сила трения мяча о землю останавливает его движение. Если бы трение не было фактором, мяч бы никогда не переставал катиться. Он замедлился бы, но продолжал бы двигаться вперед с точностью до минуты.

Кроме того, разные поверхности имеют разное трение. Посмотрите на это в действии, толкая игрушечную машинку по деревянному полу, а затем по ковру. Гораздо труднее толкать ковер, и в этом виновато трение.

Поскольку вы имеете представление о том, что такое трение, изучите различные виды трения. Получите примеры каждого, чтобы улучшить ваше понимание.

Реклама

Жидкое трение

Когда вы слышите жидкостное трение , на ум может прийти трение в воде. Однако жидкостное трение — это не просто вода или то, что вы могли бы считать «жидкостью», например, кофе или чай. Жидкость означает нечто, не имеющее четкой формы, например, газ и жидкость. Например, газы и мед также подвержены жидкостному трению.

Теперь, когда вся жидкость очищена, пришло время взглянуть на жидкостное трение. Проще говоря, жидкостное трение — это сопротивление, возникающее, когда что-то пытается двигаться в газе или жидкости или через них. Он бывает двух видов: внешнее и внутреннее трение.

• Внешнее трение — сила трения при движении через него твердого тела.
• Внутреннее трение — это трение самих молекул жидкости.

• ОПИСАНИЕ

  Внешнее жидкостное трение из окна автомобиля

• ИСТОЧНИК

  Simona Pilolla / EyeEm / Getty

Изучите несколько примеров, чтобы увидеть жидкостное трение в действии.

• Воздух давит на вашу руку, когда вы высовываете ее из окна автомобиля (внешний)
• Вода давит на тело пловца, когда он движется через него (внешний)
• Движение вашего кофе, когда вы его перемешиваете ложка (внешняя)
• Всасывание воды через соломинку (внутренняя)
• Подводная лодка, движущаяся по воде (внешняя)

Реклама

Трение качения

Пример мяча, катящегося с холма, является примером трения качения . При трении качения одной из поверхностей является колесо, шарик или ролик, составляющие «катящуюся» часть этого вида трения.

• ОПИСАНИЕ

  Пример фрикционного ролика качения

• ИСТОЧНИК

  Sarah Casillas / DigitalVision / Getty

Чтобы определить это, трение качения — это сопротивление, возникающее между движущимися поверхностями при качении. Эта концепция имеет несколько примеров.

• Бросание скибола
• Катание на роликах по улице
• Катание шара для боулинга по дорожке
• Автомобиль, катящийся по дороге
• Катание по улице на скейтборде

900 15

Трение скольжения

У вас есть столкнулся с трением скольжения , даже не зная, что это такое. Трение скольжения — это сопротивление, возникающее при скольжении двух твердых поверхностей друг по другу. Например, написать свое имя на бумаге или толкнуть стул по полу — оба типа трения скольжения.

Реклама

• ОПИСАНИЕ

  Пример трения скольжения девочка тянет собаку на упряжке

• ИСТОЧНИК

  Per Breiehagen / Stone / Getty

На трение скольжения могут влиять несколько факторов, включая плоскостность и шероховатость поверхности. поверхность, размер объекта и скорость. Нужна более четкая картина трения скольжения? Попробуйте эти примеры для размера.

• Шайба, движущаяся по льду в хоккее
• Толкание книги по полу
• Волочение саней в гору
• Волочение тела по ковру
• Волочение ноги по тротуару

Вы когда-нибудь замечали, что намного легче толкать уже движущийся объект, чем толкать объект в состоянии покоя? Это не только ты. Первый толчок самый трудный для всех. Причина статического трения . Этот тип существует между поверхностью и объектом в состоянии покоя. Статическое трение заставляет эти две поверхности слегка прилипать друг к другу, делая первый толчок сильнее.

Реклама

• ОПИСАНИЕ

  Пример вазы статического трения на столе

• ИСТОЧНИК

  Нина Вартанава / EyeEm / Getty

Примеров статического трения множество.

• Книга на столике
• Растение на прилавке
• Тележка для покупок в корале
• Комод на полу
• PlayStation на развлекательном центре

Изучение типов трения

Трение повсюду, от книги, лежащей на вашем столе, до скейтборда, катящегося по улице. Продолжайте изучать физику, рассматривая примеры инерции. Он расскажет вам все о том, почему объекты не хотят переставать двигаться.

Типы трения

ПОИСК В ЭТОМ БЛОГЕ

Виды трения


Сила трения — это та сила, которая вызывает износ двух тел.

Когда два тела, соприкасаясь, движутся относительно друг друга, то существует сила, которая стремится противодействовать этому движению, называемая силой трения.

Трение играет важную роль во многих повседневных процессах. Например, когда два тела трутся друг о друга, трение приводит к тому, что часть энергии движения превращается в тепло. Вот почему трение двух палочек друг о друга в конечном итоге вызовет пожар.

Трение также является причиной износа шестерен велосипеда и других механических частей. Вот почему смазочные материалы или жидкости часто используются для уменьшения трения и износа между движущимися частями.  

В целом существует 4 различных
виды трения.

1. Статическое трение
2. Кинетическое трение
3. Трение качения
4. Жидкостное трение

Статическое трение:

• Когда к объекту прикладывается сила, но она не заставляет его двигаться

Статическое трение возникает, когда тело вынуждено двигаться вдоль
поверхности, но движение не начинается.
Это максимальная сила, которую необходимо преодолеть, прежде чем одно тело просто начнет двигаться по другому телу.
Величина трения покоя остается равной приложенной внешней силе, а направление всегда противоположно направлению движения.
Величина статического трения
зависит от

мкс (коэффициент трения покоя) и N (чистая нормальная реакция тела).
Пример: Толкание о стену urs при скольжении твердых поверхностей друг по другу

Кинетическое трение, обозначаемое как

мкК , возникает, когда тело только начинает двигаться по поверхности. Когда приложенной извне силы достаточно для перемещения тела по поверхности, то
сила, противодействующая этому движению, называется кинетической силой трения.
сила.

Это максимальная сила, которую необходимо преодолеть, прежде чем одно тело будет просто равномерным движением над другим телом.

Величина кинетической силы трения f _k = µk N

Где µk — коэффициент кинетической силы трения, а N — чистая нормаль
реакция на организм. Величина кинетической силы трения равна
всегда меньше величины статической силы трения. Когда значение
приложенная результирующая внешняя сила F больше, чем f _k , тогда тело движется с результирующим ускорением, а когда эти силы равны, тело движется с постоянной скоростью.

Пример: Падение на тротуар

Трение качения :

•  Происходит, когда объект катится по другому

Сила трения качения – это сила, замедляющая движение тела.
катящийся объект. В основном это сочетание различных типов
силы трения в точке контакта колеса с землей или
поверхность. Когда твердый объект движется по твердой поверхности, то статические и
сила молекулярного трения тормозит его движение. Когда мягкий объект перемещается
твердая поверхность, то его искажение заставляет его замедляться.

Пример: езда на мотоцикле, скейтборде

Трение жидкости:

• Происходит, когда объект движется в жидкости 900 08

При движении тела в жидкости или воздухе существует сопротивление
Сила, замедляющая движение тела, называется трением жидкости.
сила. Свободно падающий парашютист чувствует силу сопротивления воздуха, которая
действует в направлении вверх или в направлении, противоположном направлению движения парашютиста.
движение. Величина этой силы сопротивления увеличивается с увеличением
нисходящая скорость парашютиста. В определенный момент времени значение
этой силы сопротивления становится равной движущей силе, и парашютист падает
с постоянной скоростью.

Пример: прыжки с парашютом, плавание

Newer Post
Старый пост
Дом

• Разница между ЧПУ и VMC

  Полная форма ЧПУ

  — это компьютерное числовое управление, а полная форма VMC — вертикальный обрабатывающий центр. ЧПУ — это машина, а VMC — это всего лишь часть ее…

• Полый вал и сплошной вал

  Полый вал содержит одинаковое количество материала на всех концах, если полый и сплошной вал имеют одинаковый вес, тогда как в таком случае…

• Разница между ЧПУ и DNC

  Основное различие между ЧПУ и DNC заключается в том, что ЧПУ передает машинные инструкции, а DNC управляет распределением информации. ..

• Преимущества и недостатки системы автоматической коробки передач

  Автоматическая трансмиссия, также называемая полностью автоматической коробкой передач, представляет собой полностью автоматизированную коробку передач, которая автоматически изменяет передаточное отношение, как и трансмиссия…

• Преимущества и недостатки заклепочных соединений

  Заклепка представляет собой цилиндрическое механическое соединение с головкой. Он используется в качестве члена совместной структуры. Это неразъемное соединение, которое…

• Что такое развал и развал | Определение | Эффект

  Определение: Схождение — это величина, на которую передние колеса установлены ближе друг к другу спереди, чем сзади, когда автомобиль…

• Преимущества и недостатки жидкого топлива

  Жидкое топливо — это горючие или генерирующие энергию молекулы, которые можно использовать для генерирования механической энергии, обычно генерирующей кинетическую.