Исследовательская работа по физике в 7 классе: «трение и его значение в жизни человека»

Содержание

  • Слайд 1

    Презентацию подготовили: Учащиеся 9 класса:
    Щурихин Владислав
    Волкова Юлия
    Руководитель проекта: Сивирюк Людмила Гавриловна
    5klass.net

  • Слайд 2

    Трение — процесс взаимодействия твёрдых тел при их относительном движении (смещении),
    либо при движении твёрдого тела в газообразной или жидкой среде.
    По-другому называется фрикционным взаимодействием .
    Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией.
    Трение главным образом имеет электронную природу при условии, что вещество находится в нормальном состоянии.
    В сверхпроводящем состоянии вдалеке от критической температуры основным «источником» трения являются фотоны, а коэффициент трения может уменьшиться в несколько раз.

  • Слайд 3

  • Слайд 4

    Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих (взаимодействующих) тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.
    ————————————

  • Слайд 5

    Почему коньки скользят по льду? Лед– это вода в твердом состоянии.(Состояние льда: твердый, хрупкий, скользкий, холодный, прозрачный, бесцветный, тает от тепла, образуется из воды).Сила трения на льду совсем слабая, поэтому лед скользкий.Допустимо, что Трение – это сила, которая прекращает скольжение двух поверхностей относительно друг друга.

  • Слайд 6

  • Слайд 7

    Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микроперемещениях(например, при деформации) контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

  • Слайд 8

    Судя, по археологическим находкам первое колесо было сделано 55 веков назад, нашли его в районе Месопотамии.До этого грузы перемещали с помощью транспорта, который сейчас мы знаем как санки. Благодаря изобретению колеса ремесло в древней жизни продвигалось вперед. Колесо использовали на тележках, повозках. На сегодняшний день колесо продвинулось значительно дальше.
    Теперь колесо используется во многих конструкциях. (Механические машины, автомобили, тележки, транспортеры, поезда).

  • Слайд 9

    Колесо III тыс. до н. э., найденное при раскопках месопотамского города-государства Ур

    Уже в середине III тысячелетия до н. э. деревянное колесо оборачивали в кожу, а к 2000 г. до н. э. стали забивать в обод медные гвозди острием наружу — для лучшего сцепления с землей. Колеса еще сплошные, но уже не вырезанные из цельного ствола, а составные, сколоченные из трех частей. Такую древесину найти легче. Примерно тогда же люди приручают лошадь, и повозки разделяются на быстрые конные двуколки — боевые колесницы и экипажи правителя — и двухосные телеги с впряженным волом — для хозяйства.

  • Слайд 10

    Например, машина разгоняется за счет трения колеса об асфальт.
    Но разве не сила тяги двигателя разгоняет машину?

  • Слайд 11

    Может показаться удивительным, но именно сила трения покоя разгоняет автомобиль. Ведь при движении автомобиля колеса не проскальзывают относительно дороги, и между шинами и поверхностью дороги возникает сила трения покоя. Как легко видеть, она направлена в сторону движения автомобиля. Величина этой силы не может превосходить максимального значения трения покоя. Поэтому если на скользкой дороге резко нажать на газ, то автомобиль начнет буксовать. А вот если нажать на тормоза, то вращение колёс прекратится, и автомобиль будет скользить по дороге. Сила трения изменит своё направление и начнёт тормозить автомобиль.

  • Слайд 12

    Используемые материалы:

    На печатной основе:
    1. В.А. Касьянов Физика 10 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений, 2010.
    2. Реферат «Сила трения», «История изобретения колеса»
    Интернет ресурсы:
    Поисковая система http://www.yandex.ru/ ,
    Web address: — ru.wikipedia.org.

Посмотреть все слайды

Содержание

  • Слайд 1

    Выполнила ученица ГОУ ЦО «Школа Здоровья» № 628 Шеина Анна.
    Руководитель проекта: Лисицкая Елена Владимировна

  • Слайд 2

    Изучить проявление силы трения в растительном и животном мире, проанализировать, как человек научился применять это в своей жизни, использовать в технике.
    Сила трения во вьющихся растениях
    В жизни многих растений трение играет положительную роль. Например, лианы, хмель, горох, бобы и другие вьющиеся растения благодаря трению могут цепляться за находящиеся поблизости опоры
    Сила трения у корнеплодов
    У растений, имеющих корнеплоды, такие, как морковь, свекла, брюква, сила трения о грунт способствует удержанию их в почве. С ростом корнеплода давление окружающей земли на него увеличивается, а это значит, что сила трения тоже возрастает. Поэтому так трудно вытащить из земли большую свеклу, редьку или репу.

  • Слайд 3

    Таким растениям, как репейник, трение помогает распространять семена, имеющие колючки с небольшими крючками на концах. Эти колючки зацепляются за шерсть животных и вместе с ними перемещаются. Семена же гороха, орехи благодаря своей шарообразной форме и малому трению качения перемещаются легко сами.

  • Слайд 4

    Трение у рыб

    Организмы многих живых существ приспособились к трению, научились его уменьшать или увеличивать. Тело рыб имеет обтекаемую форму и покрыто слизью, что позволяет им развивать при плавании большую скорость

    Щетинистый покров моржей, тюленей, морских львов помогает им передвигаться по суше и льдинам
    Трение у моржей, тюленей и морских львов

  • Слайд 5

    Кожа дельфина обладает особым демпфирующим действием, позволяющим гасить турбулентность. Передняя часть тела дельфина обтекается ламинарно, а позади спинного плавника пограничный слой становится турбулентным.
    Таким образом, «мягкость» или «волнистость» кожи дельфинов помогают им значительно уменьшать трение при скольжении в воде.

  • Слайд 6

    Трение у водомерки
    Щетинки, направленные назад, свободно пропускают тело червя вперед, но тормозят обратное движение. При удлинении тела головная часть продвигается вперед, а хвостовая остается на месте, при сокращении головная часть задерживается, а хвостовая подтягивается к ней.
    Водяной жук – водомерка изумительно быстро носится на поверхности воды.
    Чтобы захватить их сачком, требуется большая ловкость.
    Оказывается, быстроте передвижения она во многом обязана покрывающей жировой смазке, которая значительно уменьшает трение о воду.

  • Слайд 7

    Упругость сосудов возникает благодаря особому веществу – эластану. Снижению потерь на трение способствует так же особый ламинарный режим течения крови
    Трение суставов человека
    У человека образующие сустав кости не касаются друг друга; они покрыты суставным хрящом, который выполняет роль буфера между костными поверхностями.

  • Слайд 8

    Применение силы трения

    Органы хватания у животных нашли применение в таких инструментах, как щипцы, клещи, тиски
    Конечности животных похожи на рабочие инструменты, используемые человеком- лопату, грабли, вилы.

  • Слайд 9

    Человек использует в различных приспособлениях умение гекконов удерживаться на любых поверхностях, присоски щупальцевкальмаров

    Чтобы увеличить сцепление с грунтом у стволов деревьев, на конечностях животных имеется целый ряд различных приспособлений: когти, острые края копыт, подковные шипы, тело пресмыкающихся покрыто бугорками и чешуйками

  • Слайд 10

    Ракетам, самолетам, автомобилям придают обтекаемую форму для уменьшения силы трения. Это мы видим у рыб

  • Слайд 11

    Трение играет большую роль в жизни растений и животных. Без трения покоя ни животные, ни люди не могли бы передвигаться, а все предметы выскальзывали бы из рук. У многих растений и животных имеются различные органы, служащие для хватания. Человек подсмотрел эти приспособления и использует это в технических устройствах и быту

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Посмотреть все слайды

Роль силы трения в природе

Силы трения проявляют себя и 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.

Примеры проявления сил трения в природе:

мы можем ходить по земле, белки прыгают по веткам деревьев, ленивец висит на ветке, птичка может присесть на ветку, вода точит камень, образование планет и комет, идет дождь и вода стекает в низину, хотя камень лежит и не скатывается в низину (у воды сила трения меньше, чем у камня), огромные валуны лежат на краях скал и не падают вниз — их держит сила трения…

Нужно ли избавляться от трения?

Вообразим, что во всем мире некоему волшебнику удалось “выключить” трение. 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 легко обнаружить пытаясь сдвинуть стопку книг в глянцевой обложке вдоль поверхности полированного стола. Чтобы уменьшить износ деталей механизмов и машин между ними вводят слой смазки, которая сглаживает размеры неровностей и сила трения значительно уменьшается. 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. Поскольку силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения, то в машинах и механизмах в большинстве случаев подшипники скольжения заменяют шариковыми или роликовыми.

Заключение.

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 всем тем же силам трения, что насыпав на обледенелую дорогу песок, мы улучшаем сцепление с дорогой. Ну а вредом силы трения является проблема перемещения больших грузов, проблема изнашивания трущихся поверхностей, а так же невозможность создания вечного двигателя, так как из-за трения любое движение рано или поздно останавливается, требуя постоянного стороннего действия. При всех видах трения применение смазки значительно уменьшает силы трения. 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. Потребности новой техники, где имеют место высокоскоростные и высокотемпературные режимы, привели к широкому применению различных смазочных материалов (как жидких, так и твердых) и созданию специальных самосмазывающихся материалов. Поскольку силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения, то в машинах и механизмах в большинстве случаев подшипники скольжения заменяют шариковыми или роликовыми. Наша гипотеза подтвердилась: сила трения играет как положительную, так и отрицательную роль. Когда она играет положительную роль, её стараются увеличить, а когда отрицательную – её уменьшают. ( Слайд 19).

Используемая литература:

1.Лисовский Л.П., Саломонович А.Е., «Трение в природе и технике», Гостехиздат,1984 г.

2. Иванов А.С., Проказа А.Г. «Мир механики и техники», Просвещение,1993г.

3.Буров В.А. и др. «Фронтальные экспериментальные задания но физике», Просвещение,1981г.

4. Тульчинский М.Е., «Качественные задачи по физике», Просвещение,1976г.

5. Ресурсы Internet.

Сила упругости

Это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину — уменьшаем. Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации — сила упругости.

Закон Гука

Сила упругости направлена противоположно деформации.

Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле

При параллельном соединении жесткость

Жесткость образца. Модуль Юнга.

Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Характеризует способность материала сопротивляться деформации растяжения или сжатия. Значение модуля Юнга табличное.

Подробнее о свойствах твердых тел здесь.

Это интересно

Если бы не существовало силы трения, в таком случае у человека бы из рук падали предметы, он не смог бы нормально передвигаться по поверхности. Именно благодаря этой силе образуются кометы и планеты, со склонов гор стекает вода, удерживаются на вершинах снежные шапки.

Цепкие хвосты приматов позволяют им с легкостью передвигаться по деревьям, спасаться при помощи хвоста от хищников. Без силы трения ни одно транспортное средство не начало бы своего движения. Колеса бы проскальзывали при вращении, машина буксовала, уехать на ней было бы невозможно. Интерес представляют подшипники различного вида, которые позволяют уменьшать трение, не выводя из нормальной эксплуатации сам механизм. Благодаря трению картины и фотографии можно красиво разместить на стенах, они не будут падать. Трение между волокнами в структуре ткани позволяет создавать на ткацких фабриках материю, из которой затем шьют одежду. К сожалению, часто трение играет и отрицательную роль в жизни человека

Именно поэтому так важно уменьшать эту силу. Проанализируем основные варианты ее снижения, применяемые в настоящее время в быту и в технике

В частности, можно вводить между трущимися поверхностями смазку. Она не позволяет деталям нагреваться, следовательно, существенно увеличивает срок службы деталей, растет и продолжительность эксплуатации самого механизма. Смазка не полностью устраняет трение, а лишь делает его значительно меньше. Среди тех примеров трения, которые встречаются нам в повседневной жизни, можно упомянуть возможность рисовать, писать на бумаге.

Именно эта сила не позволяет предметам «улетать» со стола при малейшем дуновении ветра либо в случае сквозняка. Чтобы петли дверей не издавали неприятных звуков во время открывания (закрывания), их обязательно смазывают машинным маслом. Если на кухне на пол разлить растительное масло, входящий человек может упасть, получив серьезную травму.

Причины возникновения силы трения

Первая причина — не идеальность поверхностей. Казалось бы гладкие на вид и на ощупь поверхности всегда имеют какое то количество бугорков, шероховатостей и царапин, которые мы не можем разглядеть. При движении тела (или при попытке движения) эти дефекты цепляются друг за друга, что в сумме дает некоторую силу, препятствующую движению.

Рис. 2. Граница раздела трущихся поверхностей: царапины, бугры, дефекты.

Вторая причина — сила трения возникает благодаря существованию сил взаимодействия молекул и атомов соприкасающихся тел. Взаимодействие возникает между электрическими зарядами, которые имеют частицы (электроны, протоны), входящие в состав атомов.

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

Задание 348. Спускаясь на лыжах с горки, в каком случае вы катитесь дальше: когда горка хорошо «укатана» или когда засыпана рыхлым снегом? Почему? Лыжи катятся дальше на укатанном снеге, т.к на нем меньше шероховатости.

Задание 349. После спуска с горы на лыжах в каком случае вы быстрее остановитесь: съехав в рыхлый снег или на обледенелую дорогу?Выехав на рыхлый снег, мы остановимся быстрее поскольку трение лыж о снег больше чем о лед.

Задание 350. Если винт потереть мылом, его легче ввинтить в дерево. Почему?Трение слоев смазки меньше, чем у твердых поверхностей.

Задание 351. Почему при рубке дров топор не слетает с топорища?Топору не позволяет слететь сила трения.

Задание 352. Зачем делают узор на автомобильных шинах?Узор на шинах увеличивает трение между колесом и дорогой.

Задание 353. Зачем при передвиганий тяжелых предметов под них подкладывают катки?Трение качения меньше трения скольжения.

Задание 354. Где течение реки быстрее: на поверхности или на дне? У берегов или на середине? Дайте объяснение.На поверхности реки скорость течения выше, поскольку отсутствует трение воды о дно.

Задание 355. Приведите примеры, когда трение является полезным и когда оно является вредным.Трение между подошвой и землей является полезными; трение между воздухом и самолетом – вредное.

Задание 356. Топор на топорище держится крепче, если вбить распирающий клин в конец топорища, на который надевают металлическую часть топора. Почему? Вбитый клин увеличит силу, прижимающую топор к ручке, соответственно увеличится сила трения.

Задание 357. Зачем вращающиеся части механизмов ставят на шарикоподшипниках?Трение качения меньше трения скольжения.

Задание 358. Зачем смазывать трущиеся части механизмов?Трение слоев смазки меньше, чем трение твердых поверхностей.

Задание 359. Покажите стрелками силы, приложенные к коробке, которая движется по горизонтальной поверхности равномерно и прямолинейно под действием силы (рис. 42).

Задание 360. Зачем гимнаст перед упражнением на кольцах натирает ладони тальком?Что бы увеличить трение между руками и кольцами.

Задание 361. Что делают водители, чтобы сдвинуть с места машину, забуксовавшую в грязи?Подсыпают песок под колеса, что бы увеличить трение.

Задание 362. Почему, намылив палец, легче снять кольцо с пальца?Мыло выступает как смазка и уменьшает трение.

Задание 363. Почему так трудно ходить по льду?Сила трения подошвы о лед мала.

Задание 364. Большие брикеты масла в магазине режут специальной металлической струной. Почему не ножом?Поверхность струны меньше, соответственно сила трения будет меньше, будет легче резать масло.

Задание 365. Почему шелковый поясок легко развязывается в отличие от хлопчатобумажного или шерстяного?Трение шелка о шелк меньше, чем хлопка о хлопок и шерсти о шерсть.

Задание 366. Почему трудно удержать в руках намыленную тарелку?Мыло выполняет роль смазки, уменьшая трение.

Задание 367. Как называется сила трения, возникающая при катании на санках?Трение скольжения.

Задание 368. Как называется сила трения, возникающая при катании на роликах?Трение качения.

Задание 369. Как называется сила трения, возникающая при езде на велосипеде?Трение качения.

Задание 370. Как называется сила трения, действующая при сидении на стуле.Трение покоя.

Задание 371. В каком случае нужно приложить большую силу: чтобы сдвинуть тележку с места или уже сдвинутую тележку двигать равномерно? Почему?Сдвинуть тележку с места сложнее, т.к трение покоя больше трения скольжения.

Задание 372. Почему траву легче косить рано утром, «по росе»?Роса будет выполнять роль смазки.

  • Нравится
Ссылка на основную публикацию