Как увеличить трение. «Трение полезное и вредное

В технике для уменьшения влияния сил сухого трения между поверхностями вводят смазку (вязкую жидкость, создающую тонкий слой между твёрдыми поверхностями).

Влияние смазки заключается в том, что между трущимися поверхностями вводится слой вязкой жидкости, которая заполняет все неровности поверхностей и, прилипая к ним, образует два трущихся слоя жидкости.

Поэтому вместо трения двух твердых поверхностей при смазке возникает внутреннее трение жидкости, которое значительно меньше внешнего трения двух твердых поверхностей. Применение смазочных масел уменьшает трение в 8-10 раз. Типичный пример значения смазки представляет бег конькобежца на коньках. В результате действия силы со стороны конькобежца на нож конька снег тает и под коньком появляется вода, которая вновь замерзает, после того как пробежал конькобежец и исчезло давление. Однако в механизмах вода для смазки не годится, поскольку вследствие малой вязкости она выдавливалась бы из зазора неровностей между трущимися поверхностями.

Во всех машинах есть одна общая черта: в любой из них что-нибудь обязательно вращается. И везде есть неразлучная пара-ось и её подпорка - подшипник

Поскольку силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения, то в машинах и механизмах в большинстве случаев подшипники скольжения заменяют подшипниками качения.

Подшипник состоит из двух колец. Одно из них - внутреннее - плотно насажено на ось и вращается вместе с ней. Другое наружное кольцо неподвижно зажато между основанием и крышкой подшипника.

Эти кольца - обоймы имеют на обращенных друг к другу поверхностях выточенные канавки. Между обойм находятся стальные шарики. При кручении подшипника шарики катятся по канавкам в обоймах.

Чем лучше отполированы поверхности дорожек и шариков, тем меньше трение. Чтобы шарики не сбегались в одну кучу, их разделяет сепаратор. Сепараторы обычно делаются пластиковые, стальные или бронзовые.

При вращении в таком подшипнике появляется трение качения. Потери на трение в шариковом подшипнике раз в 20-30 меньше, чем в подшипнике скольжения! Подшипники качения делают не только с шариками, но и с роликами разной формы. Без подшипников качения современная промышленность и транспорт были бы невозможны.

В настоящее время широко применяется такой способ уменьшения трения при движении транспортных средств, как воздушная подушка.

Воздушная подушка - это слой сжатого воздуха под транспортным средством, который приподнимает его над поверхностью воды или земли. Слой сжатого воздуха создаётся вентиляторами. Отсутствие трения о поверхность позволяет снизить сопротивление движению. От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде.

Первым идею подобной машины на воздушной подушке высказал К.Э. Циолковский в 1927 году, в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд». Это бесколесный экспресс, который мчится над бетонной дорогой, опираясь на воздушную подушку - слой сжатого воздуха.




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





Конспект открытого урока в 7 классе по теме

«Трение полезное и вредное. Способы увеличения и уменьшения силы трения».
В рамках регионального семинара

Введение курса «Элементы физики в быту и на производстве» как инновационной технологии в систему обучения учащихся коррекционных школ VIII вида

04.12.2013г

Учитель БРЫКСИНА Е. С
Цель: продолжить знакомство с силой трения, узнать способы увеличения и уменьшения силы трения.
Тип урока : комбинированный.
Задачи урока :
Обучающие : формирование навыков работы с физическими приборами,

умение самостоятельно делать выводы.


Развивающие: научиться видеть взаимосвязь между изученным

теоретическим материалом и явлениями в жизни.


Воспитательные: развитие стремления к познанию.

Оборудование:
Брусок, набор грузов, линейки, динамометры, круглые палочки, полоски наждачной бумаги, карточки для индивидуальной работы, ноутбук, мультимедийный проектор, экран.

Структура урока:


  1. Организационный момент и подготовка к уроку.

  2. Повторение ранее изученного материала.


  4. Изучение нового материала.

  5. Коррекция в процессе получения новых знаний.

  6. Закрепление нового материала.

  7. Подведение итогов.

  8. Объявление домашнего задания.

  9. Вывод из урока.

1.Оргмомент

Приветствие гостей. Сообщение темы и цели урока.

Сегодня на уроке у нас присутствует много гостей. Поприветствуем их. Тихо сели. Посмотрели друг на друга, улыбнулись, пожелали удачи. Начинаем работать.

Скажите название общей темы, которую мы изучаем? (Сила)

С какой силой мы познакомились на предыдущем занятии? (с силой трения).

Сегодня мы продолжаем знакомство с силой трения. Тема нашего сегодняшнего урока «Трение полезное и вредное. Способы увеличения и уменьшения силы трения».
2. Повторение ранее изученного материала.

Когда возникает сила трения? В какую сторону она направлена? (когда одно тело движется по поверхности другого, направлена против движения).

Назовите причины возникновения силы трения.

а) шероховатость поверхности

б) взаимное притяжение молекул.
- Какие виды трения вы знаете? (трение скольжения, трение качения, трение покоя).
Итак, Существует на свете сила трения,

Она имеет большое значение!

Есть три вида трения:скольжения, покоя, качения.

Все по себе очень важны

И в этом мире, конечно нужны!
- Когда возникает сила трения скольжения?(когда одно тело скользит по поверхности другого), привести примеры.

Когда возникает сила трения качения?(когда одно тело катится по поверхности другого, привести примеры.

Что означает сила трения покоя?(это сила, которая мешает сдвинуть с места предмет),привести пример.
Приготовили сигнальные карточки (они у вас в тетрадях)

Взяли карточку №1. Задание: под рисунками подписать виды трения.

Виды трения

трение покоя

трение качения


трение скольжения

(фронтальный опрос по картинкам: привести примеры на каждый вид трения, вклеивание карточек в тетрадь).

Приготовили свои пальчики. Разомнём и потрём их. Какой вид трения мы сейчас наблюдаем? (трение скольжения). (вклеиваем карточку в тетрадь).


Трение – сила знакомая, но таинственная.

Трение может быть полезным и вредным.
Скажите когда нам трение помогает? (полезное трение)

При ходьбе

Удерживать предметы

Остановка автомобиля

Начало движения машины

При письме

Чистить зубы

Накладывать повязку

Носить одежду

Зажигать огонь и т д.


Когда трение нам мешает? (вредное трение)

Нагреваются и изнашиваются движущиеся части машин

Скрип дверей, полов

Мозоли на ногах и руках

Боли в суставах
Взяли карточку №2. Посмотрите внимательно на свои рисунки и скажите: где вы видите полезное трение, где вредное? (отвечают по цепочке) Под рисунками подписали вредное трение или полезное. (фронтальный опрос по картинкам). Вклеиваем карточку в тетрадь.
Трение полезное и вредное

____________ ________________________


изнашивание механизма __________________ _____________________


__________________ _____________________


  1. Подготовка к восприятию нового материала.
Мы с вами повторили виды трения, вспомнили когда трение бывает полезным, когда вредным.

Сегодня мы с вами познакомимся со способами увеличения и уменьшения трения.


Ведь два самых главных изобретения человека-

Колесо и добывание огня – связаны именно

Со стремлением увеличить или уменьшить трение.
Вы знаете, что трение – физическая величина.

Повторим в каких единицах измеряется сила? (в Ньютонах)

В честь кого названа единица измерения силы?

Какой буквой обозначается сила (F)

- Как называется прибор для измерения силы? (динамометр).

Какова цена деления динамометра? (1\10 Н) (повторить правило определения цены деления динамометра)


Сейчас мы опытным путём сравним трение скольжения и трение качения.

Взяли карточку №3

Демонстрация опыта: тележка (перевёрнутая) с грузом с прикреплённым динамометром движется по столу. Какой вид трения вы наблюдаете? (трение скольжения). Какова сила трения скольжения? (С помощью динамометра определяем силу трения скольжения).

Если тело двигать сложно

Трение уменьшить можно.

Человечество давно колесо изобрело.

Возникает трение, трение качения.

Переворачиваем тележку, ставим на колёса вместе с грузом. Какой вид трения вы наблюдаете? (Возникает трение, трение качения).

С помощью динамометра определяем силу трения качения.

Что легче: катить или скользить?

На карточке внизу написан вывод:………..

Заменяя трении скольжения на трение качения мы тем самым увеличиваем или уменьшаем силу трения?


Практическая работа№1

Сравнение трения скольжения и трения качения

Вывод: трение качения больше\меньше трения скольжения.

Сейчас вы установите зависимость силы трения от материала поверхности..


Взяли карточку №4
Практическая работа№2

Зависимость силы трения от материала поверхности.

Вывод: чем больше шероховатость поверхности, тем больше\меньше сила трения.
-Какое физическое тело будете двигать? (брусок)

По каким поверхностям будите двигать брусок?

Положили перед собой деревянную линейку, поставили на неё брусок, зацепили динамометр и двигаем брусок. Записали значение силы в таблицу.

Теперь измерьте силу трения при движении бруска по наждачной бумаге.

Сравните силы трения и сделайте вывод.(вклеиваем таблицы в тетрадь).

Физминутка


Чтобы нам не уставать

Надо телу отдых дать.

Быстро с вами разомнёмся

И на место вновь вернёмся.

Мышцы бёдер мы потрём

Трение вспомним мы при том

Польза здесь от трения

От трения скольжения.

Мышцы плеч мы разминаем

Трение снова вспоминаем

Руки сцепим меж собою

Будет трение покоя.
Тихо сели, продолжаем знакомиться со способами увеличения и уменьшения трения.
если трение полезное, то его усиливают :

Посыпают дорожки песком во время гололёда

Подошвы зимней обуви делают ребристыми (спортивная обувь)

Шины колес (летняя резина и зимняя)

Гимнасты, штангисты натирают руки тальком перед выступлениями

Резиновые коврики, ручки инструментов, ребристая поверхность прицепки, плоскогубцев и т д.


если трение вредное, то его уменьшают :
- шлифуют поверхности швейных игл, медицинских игл, инструментов

Вводят смазки, масла

Применяют подшипники (шариковые и роликовые)(где?) (в автомобилях, токарных станках, электродвигателях, велосипедах. и т д)
Зарядка для глаз:

Время зря вы не теряйте

И движенья повторяйте

Теплота от трения поможет нам для зрения.
Карточка №5 способы уменьшения и увеличения силы трения (вклеить в тетрадь)


  1. Уменьшение шероховатости поверхностей.

  2. Применение смазки.

  3. Замена силы трения скольжения на силу трения качения.

  4. Применение подшипников.

  1. Увеличение шероховатости поверхностей.

  2. Увеличение силы давления на поверхность.

ТЕСТ (карточка №6)
Тестовое задание
1)Какая сила не позволяет сдвинуть с места тяжёлый шкаф?

А.Сила трения скольжения Б. Сила трения покоя . В.Сила тяжести


2)При смазке трущихся поверхностей сила трения….

В . Уменьшается


3)В гололёд тротуары посыпают песком. При этом трение подошв обуви о лёд ….

А.Не изменяется Б . Увеличивается В. Уменьшается


4)Поверхность обуви делают ребристой при этом сила трения …..

А.Не изменяется Б. Увеличивается В. Уменьшается


5) Иногда перед вбиванием гвоздя в доску его смазывают маслом при этом сила трения……

А.Не изменяется Б. Увеличивается В . Уменьшается


Стихотворение «Трение»:

Надоело это тренье! Просто нет уже терпенья!

Про него я всё учу! Сколько можно? Не хочу!

Я учебник закрываю. Спать ложусь и забываю я про всё.

Покой предвижу. Только странный сон я вижу:

Наблюдаю вдруг картину- тренья нет и в половину.

Мир без трения друзья изменился.

Вижу я как по льду скользит прохожий,

А любой автомобиль знал инерцию, похоже,

И нигде не тормозил.

Нитки в тканях заскользили, вмиг одежда разошлась.

Чудеса те удивили. Видно,впрямь, беда стряслась.

Я кричу, что без сомненья, плохо всем без силы тренья.

Развязались все узлы, падают предметы.

Я цепляюсь за углы – всё скользит. «Ну, где ты?

Только сну я подивился – глядь, учебник сам открылся,

Нелишним будет мне узнать всё о силе трения.
Итак, ребята подведём итоги, внимание на экран!!

5. Подведение итогов (презентация)

- Что нового вы сегодня узнали на уроке?

Как вы будете применять знания, полученные на уроке, в своей жизни.


6. Домашнее задание

Написать мини-сочинение о трении с использованием слов: трение скольжения, трение покоя, трение качения.


Любое движение тел, так или иначе, сопровождается трением. При любом механическом движении происходит соприкосновение тел между собой. Это явление происходит также в жидкой или газообразной среде. При этом, возникает вопрос, что такое сила трения? Она возникает при любой степени взаимодействия тел между собой и направлена в сторону, противоположную движению. На само движение эта сила оказывает непосредственное влияние.

Виды силы трения

Сила трения существует в нескольких видах. В первую очередь, это сухое трение, которое разделяется, как качения и скольжения. Оно образуется, когда твердые тела, движущиеся относительно друг друга соприкасаются между собой.

Если твердые тела движутся через жидкую или газообразную среду, то появляется вязкое или жидкое трение. То же самое явление происходит, когда твердые тела неподвижны, а жидкости или газы текут мимо них. В том случае, когда при попытке сдвинуть неподвижное тело, к нему прикладывается определенная сила, возникает трение покоя.

Основная причина, в результате которой появляется сила трения, заключается в неровностях поверхностей, соприкасающихся между собой. Кроме того, на величину в значительной степени влияет взаимное притяжение молекул, возникающее между телами.

Как уменьшить силу трения

Для того, чтобы уменьшить силу трения, соприкасающиеся поверхности могут быть отшлифованы. Кроме того, трущиеся места смазываются, а трение скольжения заменяется более эффективным трением качения.

Выступающие места на одной из поверхностей никогда не совпадают с такими же выступами на другой. Однако, при совершении сжатия, эти выступы деформируются, что приводит к увеличению площади контакта в пропорции с приложенной нагрузкой. Именно эти места неровностей, сопротивляющиеся сдвигу, служат причиной возникновения силы трения. При этом, не следует забывать, что даже на идеально гладких поверхностях, сила трения появится за счет молекулярного притяжения.

Кроме того, необходимо знать, что это величина, которую можно измерить специальным прибором - динамометром. Если тело движется равномерно, то в этом случае сила тяги, отраженная на динамометре, равна силе трения.

Единицей измерения силы трения как и любой другой силы, является один ньютон.

Нередко возникает вопрос, что более эффективно - трение качения или скольжения. Здесь все зависит от конкретных условий. Например, для нормального качения колес, поверхность должна быть твердой, гладкой и не скользкой. И, наоборот, по скользкой поверхности лучше всего скользить. Именно правильный выбор способен дать максимальный эффект.

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.


Похожие статьи