Трение в нашей жизни. Исследовательский проект.

ТРЕНИЕ В НАШЕЙ ЖИЗНИ.

Беспоясова Юлия,

Мамрукова Таисия

Учащиеся 7а класса

МБОУ СОШ №1

г Кедрового.

Руководитель:

Русина С.Р.

Учитель физики.

2016г.

ВЕЗДЕСУЩАЯ сила трения!

Иногда в тишине в квартире можно услышать … шуршание, треск, скрип!

Вдруг открылась дверца шкафа!

Это вездесущая сила трения!

Благодаря тому, что дверная петля с дверью соединена силой трения покоя, она достигает какого-то максимального значения, потом наступает срыв и дверь проворачивается относительно петли на небольшой угол и снова как-бы зацепляется за петлю, это приводит к тому, что дверь приходит в колебание. Частота этих колебаний настолько большая, что мы слышим звук - тот самый таинственный скрип, который иногда пугает нас своей неожиданностью.

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

Задачи

• изучить исторический опыт человечества по использованию и применению этого явления;
• способов борьбы с ним;
• выяснить природу явления трения, закономерности трения;
• провести эксперименты, подтверждающие закономерности и зависимости силы трения; доказывающие зависимость силы трения от силы нормального давления, от свойств соприкасающихся поверхностей .

Трение - явление, сопровождающее нас с детства, буквально на каждом шагу, а потому ставшее таким привычным и неза­метным.

Трение дает нам возможность ходить, сидеть, работать без опа­сения, что книги и тетради упадут со стола, что стол будет сколь­зить, пока не упрется в угол, а ручка выскользнет из пальцев.

Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, где их поставили.

Конечно, трение играет в нашей жизни и положительную роль, но оно и опасно для нас, особенно в зимний период, пери­од гололедов.

Исследование общественного мнения.

ЦЕЛЬ:

• показать, какую роль играет явление трения или его отсутствие в нашей жизни; ответить на вопрос:

«Что мы (обыватели) знаем об этом явлении?».

Мы узнали на станции СП:

год

2014

Обратились за медицинской помощью

32

2015

Легкие травмы

Серьезные травмы

27

25

Январь

2016

5

22

10

3

9

1

Вот данные, которые нам сообщили в городской больнице:

число обратившихся за медицинской помощью

В основном диагнозы: переломы, вывихи, ушибы. Есть среди обратившихся за помощью и люди пожилого возраста.

Сравнив количество травм, мы пришли к выводу, что в 2015 году начали посыпать дороги.

Мы узнали:

• В основном диагнозы: переломы, вывихи, ушибы. Есть среди обратившихся за помощью и люди пожилого возраста.

Мы задавал им вопросы :

1)Что вы знаете о силе трения ?

2)Как вы относитесь к гололеду ?

3)Что вы хотите пожелать городскому коммунальному хозяйству ?

• 70 % учеников ответили на 1 вопрос так:

1)Взаимодействие , препятствующее движению .

• 90% учеников ответили на 2 вопрос так :

2) Плохо. Гололед опасен для жизни.

• 99.9% учеников ответили на 3 вопрос так :

3)Посыпать песком дороги в гололедицу , территорию у домов, чистить дороги .

Мы изучали теорию с целью :

выяснить природу сил трения; исследовать факторы, от которых зависит трение; рассмотреть виды трения.

Различают 3 вида трения: трение покоя, трение скольжения, трение качения.

Трение покоя перемещает грузы, находящиеся на движу­щейся ленте транспортера, препятствует развязыванию шнур­ков, удерживает гвозди, вбитые в доску, и т. д.

Прило­жив к телу силу, превышающую максимальную силу трения по­коя, мы сдвинем его с места, и оно начнет двигаться. Трение покоя при этом сменится трением скольжения.

Причины возникновения силы тре­ния:

1 ) Шероховатость поверхностей соприкасающихся тел. Даже те поверхности, которые выглядят гладкими, на самом деле все­гда имеют микроскопические неровности (выступы, впадины, зазубрины). При скольжении одного тела по поверхности другого эти неров­ности зацепляются друг за друга и тем самым мешают движе­нию;

2 ) Притяжение между молекулами, действующее в местах контакта тел.

Оно проявляется в тех случаях, когда поверхности соприкасающихся тел хорошо отполированы.

Если тело не скользит по поверхности другого тела, а, по­добно колесу или цилиндру, катится, то возникающее в месте их контакта трение называют трением качения. Катящееся колесо несколько вдавливается в полотно дороги, и потому перед ним всё время оказывается небольшой бугорок, который необходимо преодолевать.

Ножки тяжелых предметов, на­пример, кроватей, роялей и других снабжают роликами. Эти виды трения относятся к сухому трению.

Часто в популярных книгах и научно-фантастических рас­сказах рисуют картину мира без трения. Так можно очень на­глядно показать как пользу, так и вред трения. Но не надо забы­вать, что в основе трения лежат электрические силы взаимодействия молекул. Уничтожение трения фактически означало бы уничтожение электрических сил и полный распад вещества.

Но ведь знания о природе трения пришли к нам не сами со­бой. Этому предшествовала большая исследовательская работа ученых-экспериментаторов на протяжении нескольких веков.

Имена этих ученых: Леонардо да Винчи, Амонтон, Леонард Эйлер, Шарль Кулон - это наиболее известные имена, но были еще рядовые труженики науки. Все ученые, уча­ствовавшие в этих исследованиях, ставили опыты, в которых совершалась работа по преодолению силы трения.

Почему по скользкому льду люди ходят маленькими шажками?

Мы рассчитали ширину шага, которым можно идти по тонкому льду.

Покажем на рисунке силы, действующие на ноги человека и на его центр масс при ходьбе.

Почему по скользкому льду люди ходят маленькими шажками?

S

• S – длина шага
• L – длина ноги
• µ - коэффициент трения скольжения по льду ( табличное значение 0,1)
• При длине ноги 1м, ширина шага 20 см.

На льду сила трения мала, а при больших шагах человек наклоняется сильно. В итоге момент силы тяжести может быть не скомпенсирован моментом силы трения и человек упадет

Всем известно, каким скованным льдом бывает наш город весной и осенью.

НА КОНЬКАХ

НЕ ВХОДИТЬ!

Надпись на некоторых магазинах: «На коньках не входить!» вызывает улыбку

кажется, что в это время по городу только на коньках и можно ходить.

Хорошо, что есть неравнодушные люди. Например, Игумнов Михаил Ефимович, не стал долго смотреть, как люди преодолевают ледяные горы при переходе через лесополосу из первого микрорайона от школы во второй. Сделал широкие ступеньки и посыпал их землей. Есть много возможностей создавать благоприятные условия там, где мы живем.

Темы для социальных проектов долго искать не надо, они вокруг нас.

Эксперименты.

Цель : выяснить зависимость силы трения скольжения от следующих факторов:

• - от нагрузки;
• - от площади соприкосновения трущихся поверхностей;
• - от трущихся материалов (при сухих поверхностях).

Результаты экспериментов

• 1. Зависимость силы трения скольжения от нагрузки.

m, гр

Fтр , Н

85

189

0,4

292

0,7

396

1

1,3

Результаты экспериментов

1. Зависимость силы трения скольжения от нагрузки.

Результаты экспериментов

2. Зависимость силы трения от площади соприкосновения трущихся поверхностей .

Результаты экспериментов

3. Зависимость силы трения от размеров неровностей трущихся поверхностей: дерево по дереву (различные способы обработки поверхностей)

• 1) Неровная поверхность - брусок шероховатый.
• 2) Гладкая поверхность - брусок обструган вдоль волокон дерева.

Результаты экспериментов

Брусок

шероховатый

Fтр , Н

гладкий

0,4

m, гр

80

0,3

85

Результаты экспериментов

• 4. Зависимость силы трения от материалов трущихся поверхностей.
• При исследовании зависимости силы трения от материалов трущихся поверхностей мы используем один брусок с тремя грузами массой 396 г и разные контактные поверхности. Применяем формулу:
• Fтр=μ·N

Результаты экспериментов

№

Материалы

Дерево по

1.

дереву

Сила трения

Fтр , Н

2.

3.

Коэффициент трения

1,3

металлу

0,33

резине

4.

0,9

0,23

картону

5.

1,2

0,31

линолеуму

1,1

6.

7.

0,28

1,3

ковру

стеклу

0,33

1,4

0,36

1,5

0,38

Результаты экспериментов

1. Сила трения скольжения зависит от нагрузки прямопропорционально.

2. Сила трения не зависит от площади соприкосновения трущихся поверхностей

3. Сила трения зависит от размеров неровностей тру­щихся поверхностей: дерево по дереву ( от различных способов об­работки поверхностей)

4. Сила трения зависит от материалов трущихся поверхностей.

При исследовании зависимости силы трения от материалов трущихся поверхностей мы используем один брусок с тремя грузами массой 396 г и разные контактные поверхности.

Способы изменить трение

• Обработка поверхности
• Использование смазки
• Подбор соответствующих материалов
• Изменение прижимающей силы
• Замена скольжения качением

Бег на лыжах – замечательное занятие!

Если вы смотрели по телевизору соревнования больших мастеров, то обратили внимание: половина разговора комментатора о смазке. Скольжение на лыжах требует не только уменьшения трения. При беге на лыжах (классическим стилем) проявляются два вида трения. Одно полезное, его нужно увеличить, другое – вредное, и его нужно уменьшить. Увеличить и уменьшить одновременно.

На середину лыжи (под ногой) наносят слой специальной твердой мази, и сцепление лыжи со снегом возрастает. Возникает вопрос: не помешает ли такая смазка скольжению лыж?

Не помешает, если у лыж будет сделан прогиб такой, чтобы лыжа касалась наста своей средней частью только в момент отталкивания.

Скольжение происходит на передней и задней частях, на которые нанесена другая смазка, уменьшающая трение.

возможность повлиять на трение заключается в том, чтобы прижимать трущиеся поверхности с большей или меньшей силой.

Проведите рукой по столу, нажимая на него слабо, а затем сильно, и вы ощутите различие в сопротивлении движению.

Всем известно, что везти нагруженные санки труднее, чем ненагруженные. Это зависит от силы, прижимающей санки к дороге.

возможность регулировать трение : подбор соответствующих материалов.

Так, сцепление резины с грунтовым, асфальтовым или деревянным покрытием сильнее, чем контакт дерево-дерево, или сталь-сталь. Поэтому детали нередко делают из резины или материалов на основе резины, чтобы увеличить трение.

возможность изменять трение: использование смазки. При этом между неровностями (зазубринами) образуется тончайший слой жидкой смазки, разделяющей поверхности. Неровности зацепляются слабее, и трение уменьшается.

Итак, трение зависит от материала соприкасающихся поверхностей, от качества обработки поверхностей, от силы давления одной поверхности на другую. Трение также можно регулировать с помощью смазки.

Есть еще одна возможность повлиять на трение : заменить скольжение качением.

Сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения (при прочих равных условиях).

Применение подшипников в технике уменьшает трение в 20 - 35 раз.

Подшипники со сменными металлическими вкладышами были хорошо известны в Древней Греции, где они применялись в колодезных в о ротах и мельницах.

Трение – крепкий орешек естествознания , мы не раз встретимся с его проявлением. Тема дальнейших исследований: Трение в природе.

Пословицы и поговорки

• - Не будет снега, не будет и следа.
• - Тише едешь, дальше будешь.
• - Тихий воз будет на горе.
• - Тяжело против воды плыть.
• - Любишь кататься, люби и саночки возить.
• - Терпенье и труд все перетрут.
• - От того и телега запела, что давно дегтя не ела.
• - И строчит, и валяет, и гладит, и катает, а все языком.
• - Врет, что шелком шьет.

Мы выписали пословицы, поговорки, сказки, в которых проявляется сила трения, покоя, качения, скольжения.

сказки

• - «Колобок» - трение качения.
• («Колобок полежал, полежал, взял да и покатился - с окна на лавку, с лавки на пол, по полу к двери, прыг через порог - /да в сени и покатился...».)
• - «Курочка Ряба» - трение качения.
• («Мышка бежала, хвостиком вильнула, яичко покатилось, упало и разбилось».)
• - «Репка» - трение покоя.

Трение между людьми

• В обществознании называется конфликтом
• Для разрешения конфликтов создается служба медиации

Выводы.

• Начиная с XV-XVI веков, знания о явлении трения становятся научными: ставятся опыты по определению зависимостей силы трения от многих факторов, выясняются закономерности.
• 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.
• 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.
• Продуктами наших исследований: презентацией и печатной работой могут воспользоваться семиклассники при изучении силы трения на уроках физики. Работа может быть размещена в методической копилке на сайте школы.

• Самое главное - мы поняли, как здорово добывать знания самим, а потом делиться ими с другими.

Ресурсы и литература

• А.В.Перышкин. Физика 7 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.:.Дрофа.- 2014, 224с.
• М.М.Балашов. Пробный учебник для 7 класса общеобразовательных учреждений. М.:.Просвещение, 1994, - 224с.
• М.М.Балашов. О природе. Книга для учащихся 7 класса.- М.:.Просвещение, 1991, - 64с.:ил.
• Физика. 9-11классы: проектная деятельность учащихся /авт.-сост. Н.А. Лымарева.-Волгоград: Учитель, 2008.-187с.:ил.
• Г.И.Китайгородская «Познай самого себя». Физика №10/08
• Русские народные сказки, пословицы, поговорки.
• http :// wikipedi а./ org . / wiki ./
• http :// klass - fizika . narod . ru ./7 tren . htm