The force that acts between two bodies which are sliding or trying to slide against each other is known as friction. For example, when we push a box along a rough floor, friction is responsible for making the task difficult.
Friction is also known as an opposing force since it always acts in the opposite direction of a body that is moving or trying to move. A moving body is slowed down due to the virtue of friction. At times, friction is useful since it stops car tires from skidding on the road and also helps us to walk on the pavement without slipping. While walking, the friction caused between the tread on shoes and the ground prevents us from slipping.
Sometimes, too much friction is unnecessary, and we want to reduce friction. For example, friction between machine parts reduces the efficiency of the machine and in order to reduce this friction, we oil the machine parts. Oil helps to separate the surfaces and this helps to reduce the friction between them.
Factors affecting Friction
There are many factors that affect the frictional conditions at the interface between two surfaces in relative motion. These factors are as follows:
- Surface Finish- The frictional coefficient is drastically affected by the roughness, number, and even the directional contact points of the asperities on the surfaces.
- Temperature- The overall level of cold or heat or cold in an environment can affect friction. For example, temperature determines whether an anti-wear or extreme pressure additive will be effective in certain applications.
- Operational Load- Friction varies directly with the load. A load that exceeds the designed capacity will drastically increase the frictional coefficient of friction.
- Relative Speed- Increasing the speed beyond the specified safety level will dramatically increase friction.
- Nature of the Relative Motion between the Surfaces- The frictional coefficient is also affected by the sliding motion versus the rolling motion.
Methods of Increasing Friction
Method 1: Create an uneven or rugged or adhesive point of contact. When two or more bodies either slide or rub against each other, there are three things that may happen: small irregularities, nooks, and crannies on the surfaces can catch on each other; one or both the surfaces can deform due to motion; and lastly, the atoms within each surface can interact with each other. Practically, all three of these effects do the same thing: generate friction. An adhesive interaction with other surfaces (like tacky glue, etc.) is an easy way to increase friction.
Method 2: Pressing the two surfaces together harder. A fundamental principle of basic physics is that the friction experienced by a body is directly proportional to its normal force. This implies that we can increase the friction between two surfaces can be increased if we press the surfaces into each other with a greater force.
Method 3: Stopping any relative motion. That is, if one body is in motion with respect to another body, stop it. Until now, we have focused on sliding friction, which is also known as kinetic friction-the friction that occurs between two bodies as they slide against one another. In fact, this friction is different from static friction, which occurs when a body just starts to move against one another. The friction between two bodies is the highest right when they start moving against one another. This friction decreases, once they are gradually in motion. This is one of the most important reasons why it’s harder to start pushing a heavy body than it is to keep it moving.
Method 4: Remove lubrication between the two surfaces. Oil, grease, petroleum jelly, etc. are lubricants that can greatly reduce the friction between two objects or surfaces. This is due to the fact that friction between two solids is much higher than the friction between those solids and the liquid between them. To increase friction, we need to remove any lubricants from the scenario, using only dry and un-lubricated parts to generate friction.
Method 5: Increase the fluid viscosity. Besides solid objects, fluids (liquids) and gases (like air) can also generate friction. The amount of friction generated by a fluid as it passes against a solid depends on several factors. One of the easiest of these to control is the fluid viscosity since the greater the viscosity of the liquid, the greater is the friction between the fluid and the solid. The highly viscous fluids (ones that are “thick”, “gooey”, etc.) generate more friction than fluids that are less viscous (ones that are “smooth” and “liquid”).
Method 6: Increase the area exposed to air. As noted in the previous point, fluids like water and air can generate friction as they move against solid objects. The frictional force that an object experiences as it moves through a fluid is called drag. One of the most important properties of drag is that objects with bigger surface area, to the fluid as they move through it — have a greater drag.
Method 7: Use a shape that has a greater drag coefficient. A variety of shapes interact with fluids in a variety of ways as they pass through them — this implies that some shapes can have greater drag than other shapes that are made out of the same amount of material. The drag coefficient is the quantity that measures the relative amount of drag a shape makes hence shapes with high drags are said to have high drag coefficients.
Method 8: Use a less permeable material. Some materials are permeable to fluids. In Layman’s terms, they have holes in them that allow the fluid to pass through them. This readily reduces the area of the object that the fluid is able to push against and this lowers the force of drag. This property holds even if they are microscopic holes — as long as the holes are large enough to let some of the fluid pass through the object, the drag will be reduced. This is why parachutes which are designed to produce lots of drag to slow the speed of the user’s fall, are made out of strong, light silk or nylon and not cheesecloth or coffee filters.
Method 9: Increase the speed of the object. It does not matter what the shape of an object it is or how less/more permeable the material it’s made from is, the drag which it creates will always increase as it goes faster. The faster a body moves, the more fluid it has to move through, and, thus, the greater drag it experiences. Bodies moving at very high speeds will experience very high friction due to drag, so these objects must be streamlined or else they will fall apart under the force of the drag.
Methods of Reducing Friction
Method 1: Objects that move in fluids such as boats, planes, cars, etc, the shape of their body must be streamlined in order to reduce the friction between the bodies of the objects as the fluid.
Method 2: Friction can be reduced by polishing the surface of a body as polishing makes the surface smooth and even.
Method 3: Lubricants such as oil or grease must be applied to machine parts regularly to reduce the friction between them.
Method 4: Suppose an object is rolled over a surface, the friction between the rolled object and surface can be reduced by using ball bearings.
Method 5: Friction between two surfaces can also be reduced by reducing the contact between the surfaces.
Method 6: Ball bearings are used in manufacturing vehicles, bicycles, and vehicles to reduce friction.
Sample Questions on Friction
Question 1: What happens when you decrease the amount of friction?
Answer:
Less friction means it is harder to stop. The low friction scenario occurs to cars when it rains. That’s why there are often so many accidents. Even though the friction of the brakes is still present, the brakes may be wet, and the wheels are not in as much contact with the ground surface.
Question 2: What are 3 ways friction can be reduced?
Answer:
Polishing the rough surface. Adding bearings or wheels between the moving parts of a machine or vehicles reduce friction and allow smooth movement as rolling friction is less than sliding friction.
Question 3: Can we reduce friction to zero?
Answer:
Friction can be reduced to a great extent by polishing surfaces or by using a large amount of lubricants such as oil, water, or grease but we cannot reduce friction to zero. We cannot completely eliminate friction as it is necessary for any motion without it we cannot imagine any motion as there is no motion on a smooth surface.
Question 4: On what factors friction depends?
Answer:
Friction mainly depends on two factors: 1) the material that is in contact with the body 2) the force which is pushing the two bodies together
Question 5: Does friction depend on mass?
Answer:
Friction DOES NOT depend on the mass of the body. It only depends on the normal force and the roughness of the surface in contact as it is generated during actual contact only.
Question 6: What do we call the substance that is used to reduce friction?
Answer:
A lubricant is generally an organic substance, introduced to reduce friction between surfaces in mutual contact, which ultimately reduces the heat generated when the surfaces move. Therefore it helps to reduce friction and make the motion easier.
The force that acts between two bodies which are sliding or trying to slide against each other is known as friction. For example, when we push a box along a rough floor, friction is responsible for making the task difficult.
Friction is also known as an opposing force since it always acts in the opposite direction of a body that is moving or trying to move. A moving body is slowed down due to the virtue of friction. At times, friction is useful since it stops car tires from skidding on the road and also helps us to walk on the pavement without slipping. While walking, the friction caused between the tread on shoes and the ground prevents us from slipping.
Sometimes, too much friction is unnecessary, and we want to reduce friction. For example, friction between machine parts reduces the efficiency of the machine and in order to reduce this friction, we oil the machine parts. Oil helps to separate the surfaces and this helps to reduce the friction between them.
Factors affecting Friction
There are many factors that affect the frictional conditions at the interface between two surfaces in relative motion. These factors are as follows:
- Surface Finish- The frictional coefficient is drastically affected by the roughness, number, and even the directional contact points of the asperities on the surfaces.
- Temperature- The overall level of cold or heat or cold in an environment can affect friction. For example, temperature determines whether an anti-wear or extreme pressure additive will be effective in certain applications.
- Operational Load- Friction varies directly with the load. A load that exceeds the designed capacity will drastically increase the frictional coefficient of friction.
- Relative Speed- Increasing the speed beyond the specified safety level will dramatically increase friction.
- Nature of the Relative Motion between the Surfaces- The frictional coefficient is also affected by the sliding motion versus the rolling motion.
Methods of Increasing Friction
Method 1: Create an uneven or rugged or adhesive point of contact. When two or more bodies either slide or rub against each other, there are three things that may happen: small irregularities, nooks, and crannies on the surfaces can catch on each other; one or both the surfaces can deform due to motion; and lastly, the atoms within each surface can interact with each other. Practically, all three of these effects do the same thing: generate friction. An adhesive interaction with other surfaces (like tacky glue, etc.) is an easy way to increase friction.
Method 2: Pressing the two surfaces together harder. A fundamental principle of basic physics is that the friction experienced by a body is directly proportional to its normal force. This implies that we can increase the friction between two surfaces can be increased if we press the surfaces into each other with a greater force.
Method 3: Stopping any relative motion. That is, if one body is in motion with respect to another body, stop it. Until now, we have focused on sliding friction, which is also known as kinetic friction-the friction that occurs between two bodies as they slide against one another. In fact, this friction is different from static friction, which occurs when a body just starts to move against one another. The friction between two bodies is the highest right when they start moving against one another. This friction decreases, once they are gradually in motion. This is one of the most important reasons why it’s harder to start pushing a heavy body than it is to keep it moving.
Method 4: Remove lubrication between the two surfaces. Oil, grease, petroleum jelly, etc. are lubricants that can greatly reduce the friction between two objects or surfaces. This is due to the fact that friction between two solids is much higher than the friction between those solids and the liquid between them. To increase friction, we need to remove any lubricants from the scenario, using only dry and un-lubricated parts to generate friction.
Method 5: Increase the fluid viscosity. Besides solid objects, fluids (liquids) and gases (like air) can also generate friction. The amount of friction generated by a fluid as it passes against a solid depends on several factors. One of the easiest of these to control is the fluid viscosity since the greater the viscosity of the liquid, the greater is the friction between the fluid and the solid. The highly viscous fluids (ones that are “thick”, “gooey”, etc.) generate more friction than fluids that are less viscous (ones that are “smooth” and “liquid”).
Method 6: Increase the area exposed to air. As noted in the previous point, fluids like water and air can generate friction as they move against solid objects. The frictional force that an object experiences as it moves through a fluid is called drag. One of the most important properties of drag is that objects with bigger surface area, to the fluid as they move through it — have a greater drag.
Method 7: Use a shape that has a greater drag coefficient. A variety of shapes interact with fluids in a variety of ways as they pass through them — this implies that some shapes can have greater drag than other shapes that are made out of the same amount of material. The drag coefficient is the quantity that measures the relative amount of drag a shape makes hence shapes with high drags are said to have high drag coefficients.
Method 8: Use a less permeable material. Some materials are permeable to fluids. In Layman’s terms, they have holes in them that allow the fluid to pass through them. This readily reduces the area of the object that the fluid is able to push against and this lowers the force of drag. This property holds even if they are microscopic holes — as long as the holes are large enough to let some of the fluid pass through the object, the drag will be reduced. This is why parachutes which are designed to produce lots of drag to slow the speed of the user’s fall, are made out of strong, light silk or nylon and not cheesecloth or coffee filters.
Method 9: Increase the speed of the object. It does not matter what the shape of an object it is or how less/more permeable the material it’s made from is, the drag which it creates will always increase as it goes faster. The faster a body moves, the more fluid it has to move through, and, thus, the greater drag it experiences. Bodies moving at very high speeds will experience very high friction due to drag, so these objects must be streamlined or else they will fall apart under the force of the drag.
Methods of Reducing Friction
Method 1: Objects that move in fluids such as boats, planes, cars, etc, the shape of their body must be streamlined in order to reduce the friction between the bodies of the objects as the fluid.
Method 2: Friction can be reduced by polishing the surface of a body as polishing makes the surface smooth and even.
Method 3: Lubricants such as oil or grease must be applied to machine parts regularly to reduce the friction between them.
Method 4: Suppose an object is rolled over a surface, the friction between the rolled object and surface can be reduced by using ball bearings.
Method 5: Friction between two surfaces can also be reduced by reducing the contact between the surfaces.
Method 6: Ball bearings are used in manufacturing vehicles, bicycles, and vehicles to reduce friction.
Sample Questions on Friction
Question 1: What happens when you decrease the amount of friction?
Answer:
Less friction means it is harder to stop. The low friction scenario occurs to cars when it rains. That’s why there are often so many accidents. Even though the friction of the brakes is still present, the brakes may be wet, and the wheels are not in as much contact with the ground surface.
Question 2: What are 3 ways friction can be reduced?
Answer:
Polishing the rough surface. Adding bearings or wheels between the moving parts of a machine or vehicles reduce friction and allow smooth movement as rolling friction is less than sliding friction.
Question 3: Can we reduce friction to zero?
Answer:
Friction can be reduced to a great extent by polishing surfaces or by using a large amount of lubricants such as oil, water, or grease but we cannot reduce friction to zero. We cannot completely eliminate friction as it is necessary for any motion without it we cannot imagine any motion as there is no motion on a smooth surface.
Question 4: On what factors friction depends?
Answer:
Friction mainly depends on two factors: 1) the material that is in contact with the body 2) the force which is pushing the two bodies together
Question 5: Does friction depend on mass?
Answer:
Friction DOES NOT depend on the mass of the body. It only depends on the normal force and the roughness of the surface in contact as it is generated during actual contact only.
Question 6: What do we call the substance that is used to reduce friction?
Answer:
A lubricant is generally an organic substance, introduced to reduce friction between surfaces in mutual contact, which ultimately reduces the heat generated when the surfaces move. Therefore it helps to reduce friction and make the motion easier.
Как можно увеличить силу трения
На первый взгляд, излишняя сила трения вредна. Она уменьшает КПД механизмов, изнашивает детали. Но есть случаи, когда силу трения необходимо увеличить. Например, при качении колес необходимо улучшить их сцепление с дорогой. Посмотрите, каким образом это можно сделать.
Инструкция
Чтобы понять, как увеличить силу трения, вспомните, от чего она зависит. Рассмотрите формулу: Fтр=мN, где м – коэффициент трения, N – сила реакции опоры, Н. Сила реакции опоры, в свою очередь, зависит от массы: N=G=mg, где G — вес тела, Н; m – масса тела, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2.
Из формулы можно сделать вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения. Коэффициент трения определяется для каждой пары взаимодействующих материалов и зависит от природы материала и качества поверхности.
Таким образом, первый способ увеличить трение – изменить материал скользящей поверхности. Наверное, вы замечали, что в одной обуви практически невозможно передвигаться по влажному кафельному полу, а в другой вы не ощущаете каких-либо неудобств. Это объясняется тем, что подошвы ботинок сделаны из различных материалов. Скользкая обувь имеет низкий коэффициент трения скольжения подошвы относительно влажного кафеля.
Второй способ – увеличить шероховатость поверхности. Пример — зимние шины для автомобиля имеют более рельефный протектор, чем летние. За счет этого на скользкой зимней дороге автомобиль может уверенно двигаться.
Третий способ – увеличение массы. Как видно из формулы, сила трения напрямую зависит от массы. Это объясняет, почему груженому автомобилю в отдельных случаях легче выбраться из грязи, чем тому, что налегке. Это правило работает при определенном качестве грунта – в вязкую, болотистую почву тяжелая машина просядет больше, чем легкая.
Четвертый способ – удаление смазки. Представьте транспортер технологической линии, состоящий из вращающихся валиков, на которые натянута лента. Валики транспортера начинают проскальзывать по ленте, если они загрязнены. В этом случае грязь действует как смазка. Очистив детали механизма, вы увеличите силу трения и повысите КПД оборудования.
Пятый способ – полировка. Отполировав поверхность, вы можете увеличить силу трения. Это объясняется тем, что при соприкосновении отполированных поверхностей включаются силы межмолекулярного притяжения. Например, очень трудно раздвинуть два листа стекла, сложенных вместе.
Видео по теме
Источники:
- как изменится сила трения скольжения при
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Вы никогда не задумывались, почему ваши руки становятся теплыми, когда вы трете их друг о друга, или почему трением двух деревяшек можно добыть огонь? Ответ – трение! Когда два тела перемещаются относительно друг друга, появляется сила трения, препятствующая такому перемещению. Трение может вызвать высвобождение энергии в виде тепла, согревая руки, высекая огонь и так далее.[1]
Чем больше трение, тем больше энергии высвобождается, поэтому, увеличив трение между движущимися частями в механической системе, вы получите немало тепла!
-
1
Когда два тела перемещаются относительно друг друга, могут возникнуть следующие три процесса: неровности на поверхности тел мешают движению тел относительно друг друга; одна или обе поверхности тел могут деформироваться в результате такого перемещения; атомы каждой поверхности могут взаимодействовать друг с другом.[2]
Все перечисленные процессы участвуют в возникновении трения. Поэтому для увеличения трения выберите тела с абразивной поверхностью (например, наждачная бумага), с деформируемой поверхностью (например, резиновой) или с поверхностью, имеющей адгезивные свойства (например, липкую).- Для получения большей информации о выборе материалов для увеличения трения посмотрите учебники или онлайн ресурсы. Для распространенных материалов можно найти их коэффициенты трения (количественная характеристика силы, необходимой для скольжения или движения одного материала по поверхности другого). Коэффициенты трения некоторых материалов перечислены ниже (чем выше коэффициент, тем больше трение):[3]
- Алюминий по алюминию: 0,34
- Дерево по дереву: 0,129
- Сухой бетон по резине: 0,6-0,85
- Влажный бетон на резине: 0,45-0,75
- Лед по льду: 0,01
- Для получения большей информации о выборе материалов для увеличения трения посмотрите учебники или онлайн ресурсы. Для распространенных материалов можно найти их коэффициенты трения (количественная характеристика силы, необходимой для скольжения или движения одного материала по поверхности другого). Коэффициенты трения некоторых материалов перечислены ниже (чем выше коэффициент, тем больше трение):[3]
-
2
Сильнее прижмите тела друг к другу, чтобы увеличить трение, так как сила трения пропорциональна силе, действующей на трущееся тела (силе, направленной перпендикулярно направлению перемещения тел относительно друг друга).[4]
- Вспомните дисковые тормоза в автомобиле. Чем сильнее вы давите на педаль тормоза, тем сильнее тормозные колодки прижимаются к ободу колеса, тем сильнее становится трение и тем быстрее автомобиль останавливается. Но чем сильнее трение, тем больше высвобождаемого тепла, поэтому при резком торможении тормозные колодки сильно нагреваются.[5]
- Вспомните дисковые тормоза в автомобиле. Чем сильнее вы давите на педаль тормоза, тем сильнее тормозные колодки прижимаются к ободу колеса, тем сильнее становится трение и тем быстрее автомобиль останавливается. Но чем сильнее трение, тем больше высвобождаемого тепла, поэтому при резком торможении тормозные колодки сильно нагреваются.[5]
-
3
Если одно тело находится в движении, остановите его. До сих пор мы рассматривали трение скольжения, возникающее при перемещении тел относительно друг друга. Трение скольжения намного меньше трения покоя, то есть силы, которую необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение. Поэтому труднее сдвинуть с места тяжелый предмет, чем управлять им, когда он уже движется.[6]
- Проведите простой эксперимент, чтобы понять разницу между трением скольжения и трением покоя. Поставьте стул на гладкий пол (не на ковер). Убедитесь, что на ножках стула нет резиновых или других накладок, препятствующих его скольжению. Толкните стул, чтобы передвинуть его. Вы заметите, что как только стул пришел в движение, вам стало легче толкать его, потому что трение скольжения между стулом и полом меньше трения покоя.
-
4
Избавьтесь от смазки между двумя поверхностями, чтобы увеличить трение. Смазочные материалы (масла, вазелин и так далее) значительно уменьшают силу трения между трущимися телами, потому что коэффициент трения между твердыми телами значительно выше коэффициента трения между твердым телом и жидкостью.
- Проведите простой эксперимент. Потрите сухие руки друг о друга, и вы заметите, что их температура повысилась (они согрелись). Теперь намочите руки и потрите их еще раз. Теперь вам не только легче тереть руки друг о друга, но и нагреваются они меньше (или медленнее).
-
5
Избавьтесь от подшипников, колес и других катящихся тел, чтобы избавиться от трения качения и получить трение скольжения, которое намного больше первого (поэтому катить одно тело относительно другого проще, чем толкать/тянуть его).[7]
- Например, представьте, что вы положили тела одинаковой массы в сани и на колесную тележку. Тележку с колесами намного легче передвигать (трение качения), чем сани (трение скольжения).
-
6
Увеличьте вязкость жидкости, чтобы увеличить силу трения. Трение имеет место не только при перемещении твердых тел, но и в жидкостях и газах (вода и воздух, соответственно). Трение между жидкостью и твердым телом зависит от нескольких факторов, например, вязкости жидкости – чем больше вязкость жидкости, тем больше сила трения.
- Например, представьте, что вы пьете воду и мед через соломинку. Вода, имеющая малую вязкость, легко пройдет сквозь соломинку, а вот мед, у которого большая вязкость, пройдет сквозь соломинку с трудом (так как мед сильнее трется о стенки соломинки).[8]
Реклама
- Например, представьте, что вы пьете воду и мед через соломинку. Вода, имеющая малую вязкость, легко пройдет сквозь соломинку, а вот мед, у которого большая вязкость, пройдет сквозь соломинку с трудом (так как мед сильнее трется о стенки соломинки).[8]
-
1
Увеличьте площадь поверхности тела. Как отмечалось выше, при движении твердых тел в жидкостях и газах также возникает сила трения. Сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах, называется лобовым сопротивлением (иногда его называют сопротивлением воздуха или сопротивлением воды). Лобовое сопротивление больше при увеличении площади поверхности тела, которая направлена перпендикулярно направлению движения тела сквозь жидкость или газ.
- Например, возьмите дробинку массой 1 г и лист бумаги той же массы и одновременно отпустите их. Дробинка сразу же упадет на пол, а лист бумаги будет медленно опускаться вниз. Тут как раз виден принцип лобового сопротивления – площадь поверхности бумаги намного больше, чем у дробинки, поэтому сопротивление воздуха больше и бумага падает на пол медленнее.
-
2
Используйте форму тела с большим коэффициентом лобового сопротивления. По площади поверхности тела, направленной перпендикулярно движению, можно судить о лобовом сопротивлении только в общих чертах. Тела различной формы взаимодействуют с жидкостями и газами по-разному (при движении тел сквозь газ или жидкость). Например, круглая плоская пластина имеет большее лобовое сопротивление, чем круглая шарообразная пластина.[9]
Величина, характеризующая лобовое сопротивление тел различной формы, называется коэффициентом лобового сопротивления.- Для примера рассмотрим крыло самолета. Форма крыла самолета называется аэродинамическим профилем. Это гладкая, узкая и округлая форма с малым коэффициентом лобового сопротивления (около 0,45). С другой стороны, представьте себе, что крыло самолета имеет форму квадратной прямоугольной призмы. У таких крыльев лобовое сопротивление было бы огромным (это правда, так как коэффициент лобового сопротивления квадратной прямоугольной призмы равен 1,14).[10]
- Для примера рассмотрим крыло самолета. Форма крыла самолета называется аэродинамическим профилем. Это гладкая, узкая и округлая форма с малым коэффициентом лобового сопротивления (около 0,45). С другой стороны, представьте себе, что крыло самолета имеет форму квадратной прямоугольной призмы. У таких крыльев лобовое сопротивление было бы огромным (это правда, так как коэффициент лобового сопротивления квадратной прямоугольной призмы равен 1,14).[10]
-
3
Используйте тела менее обтекаемой формы. Как правило, большие тела кубической формы имеют высокое лобовое сопротивление. Такие тела имеют прямоугольные углы и не сужаются к концу. С другой стороны, тела обтекаемой формы имеют закругленные края и обычно сужаются к концу.
- Например, сравните современный автомобиль и автомобиль, произведенный несколько десятилетий назад. Старые автомобили имели квадратные очертания, а в облике современных автомобилей множество плавных кривых. Поэтому современные автомобили имеют меньшее лобовое сопротивление и для них нужен двигатель меньшей мощности (что влечет экономию топлива).[11]
- Например, сравните современный автомобиль и автомобиль, произведенный несколько десятилетий назад. Старые автомобили имели квадратные очертания, а в облике современных автомобилей множество плавных кривых. Поэтому современные автомобили имеют меньшее лобовое сопротивление и для них нужен двигатель меньшей мощности (что влечет экономию топлива).[11]
-
4
Используйте тела без сквозных отверстий. Любое сквозное отверстие в теле уменьшает лобовое сопротивление, так как позволяет воздуху или воде течь сквозь такое отверстие (благодаря отверстиям уменьшается площадь поверхности тела, перпендикулярная движению). Чем больше сквозные отверстия, тем меньше лобовое сопротивление. Вот почему парашюты, которые предназначены для создания большого лобового сопротивления (чтобы замедлить скорость падения), сделаны из прочного, легкого шелка или нейлона, а не из марли.
- Например, вы сможете увеличить скорость движения ракетки для пинг-понга, если просверлите в ней несколько отверстий (чтобы уменьшить площадь поверхности ракетки и соответственно уменьшить лобовое сопротивление).
-
5
Увеличьте скорость тела, чтобы повысить лобовое сопротивление (это верно для тел любой формы и сделанных из любого материала). Чем выше скорость объекта, тем сквозь больший объем жидкости или газа оно должно пройти и тем больше лобовое сопротивление. Тела, движущиеся на очень высоких скоростях, испытывают огромное лобовое сопротивление, поэтому они должны быть обтекаемыми; в противном случае сила сопротивления разрушит их.
- Например, рассмотрим Lockheed SR-71 – экспериментальный самолет-разведчик, построенный во времена холодной войны. Этот самолет мог летать с высокой скоростью М = 3,2 и, несмотря на его обтекаемую форму, испытывал огромное лобовое сопротивление (такое большое, что металл, из которого был сделан фюзеляж самолета, расширялся при нагревании, возникающем при трении).
Реклама
Советы
- Не забывайте, что при трении высвобождается много энергии в виде тепла. Например, не прикасайтесь к тормозным колодкам автомобиля непосредственно после торможения!
- Имейте в виду, что высокие силы сопротивления могут привести к разрушению тела, движущегося в жидкости. Например, если во время прогулки на катере вы положите в воду кусок фанеры (так, чтобы ее поверхность была направлена перпендикулярно движению катера), то, скорее всего, фанера сломается.
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 22 035 раз.
Была ли эта статья полезной?
Обновлено: 09.02.2023
К примеру, когда велосипедист крутит педали – велосипед едет, а когда не крутит – велосипед начинает тормозить и вскоре, останавливается.
Сани, скатившись с горы, постепенно теряют скорость и вскоре останавливаются.
Мы знаем, что причиной всякого изменения скорости движения (в данном случае уменьшения) является сила. Значит, и в рассмотренных примерах на каждое движущееся тело действовала сила.
Существуют разные, уже изученные нами ранее силы: сила тяжести, сила упругости, вес тела. В приведённых выше примерах фигурировала сила трения.
Итак, разберём это понятие:
Сила трения – это сила, возникающая при взаимодействии двух тел и препятствующая их относительному движению.
Обозначается она буквой $F$ с индексом, т. е. следующим образом:
Причины возникновения трения
1. Шероховатость поверхностей тел
Гладкие на ощупь тела тоже имеют неровности, бугорки и царапины.
С помощью современных лазерных микроскопов сейчас можно увидеть даже самые незаметные неровности. Например, на рисунке 2 вы можете увидеть изображение поверхность листа стали, прошедшего обработку. Для наших невооруженных глаз такой стальной лист будет казаться идеально гладким, но это не так.
Рисунок 2. Поверхность стального листа под лазерным микроскопом.
Из-за этого, когда одно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга. Это создает силу, препятствующую движению.
2. Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел
Другая причина возникновения трения — взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Если поверхности тел идеально гладкие, то при соприкосновении молекулы тел находятся очень близко друг к другу. В этом случае заметно проявляется притяжение между молекулами тел (рисунок 3).
Изменение силы трения. Смазка
Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввести между трущимися поверхностями смазку, слой которой разъединяет поверхности трущихся тел (рисунок 4). В этом случае соприкасаются не поверхности тел, а слои смазки. Смазка же в большинстве случаев жидкая, а, как известно, трение жидких слоёв меньше, чем твёрдых.
Рисунок 4. Уменьшение силы трения с помощью смазки
Например, на коньках малое трение при скольжении по льду объясняется также действием смазки: смазкой в этом случае является вода, образующаяся между коньками и льдом тонким слоем.
Именно из-за маленького трения жидкости мы подскальзываемся на вымытом полу. В технике благодаря меньшему трению жидкости в качестве смазки широко применяют различные масла.
Виды трения
Если одно тело скользит по поверхности второго, то возникает особое трение – трение скольжения. Оно возникает, к примеру, при движении саней или лыж по снегу, при скольжении коньков по льду (рисунок 5).
Если же первое тело не скользит, а катится по поверхности второго, то возникающее при этом трение называют иначе – трением качения.
Оно проявляется при перекатывании бревна или бочки по земле, при движении автомобиля, велосипеда и других транспортных средств на колёсах (рисунок 6).
Рисунок 6. Примеры трения качения
Измерение силы трения
Силу трения можно не только изменить, применяя смазку, как было сказано ранее, но ещё и измерить. Возьмём деревянный брусок, прикрепим к ним динамометр и будем его двигать, держа динамометр горизонтально (рисунок 7). Что покажет динамометр?
Рисунок 7. Измерение сила трения
На брусок в горизонтальном направлении действует 2 силы: сила упругости пружины динамометра, направленная в cторону движения, и сила трения, направленная против движения.
Брусок движется равномерно, значит эти 2 силы компенсируют друг-друга (их равнодействующая равна 0). Следовательно, эти 2 силы равны по модулю, но имеют разные направления.
Таким образом, динамометр показывает силу, равную по модулю силе трения.
Измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при равномерном движении, мы измеряем силу трения.
Какие сани легче тащить, с грузом или без? Если мы положим на брусок какой-нибудь груз, и таким же образом измерим силу трения, то увидим, что она больше, чем у бруска без груза.
Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения.
Положив брусок на круглые палочки, мы измерим силу трения качения. Она будет меньше силы трения скольжения.
При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
1. шлифование;
2. смазка;
3. уменьшение нагрузки.
Способы увеличения силы трения:
1. увеличение нагрузки;
2. увеличение неровностей;
3. использование специальных материалов.
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Сначала давайте получим общее представление о снижении трения.
Уменьшить трение:
Поверхность или объект, испытывающий трение, определяется как сопротивление, с которым они сталкиваются при перемещении по другому. Это сопротивление, создаваемое трением, вызывает износ между контактирующими поверхностями, и, следовательно, необходимо уменьшить трение.
Теперь давайте рассмотрим различные методы, упомянутые ниже, для уменьшения трения в деталях вместе с их примерами.
Различные подходы и методы уменьшения трения и их примеры
1. С помощью шлифовки поверхностей до получения гладкой поверхности.
Трение возникает, когда две поверхности скользят друг по другу. Что касается трения, механизм прилипания микроскопических размеров является наиболее важным компонентом, который следует учитывать. Сделайте скользящие поверхности более гладкими, чтобы уменьшить налипание.
- Шлифовальные
- Использование наждачной бумаги
- Химический зуд
Примеры
- Полировка деревянной мебели и скульптуры
- Удаление коррозии с помощью химикатов
2. С помощью смазочных материалов.
Смазочные материалы — это химические вещества, которые наносятся на поверхности с целью уменьшения трения. Он может минимизировать тепловыделение, а также обеспечить плавное скольжение. Смазочные материалы обычно представляют собой полутвердые пастообразные соединения, которые используются для минимизации сухого трения скольжения за счет уменьшения тепловыделения при трении.
Примеры
- Смазочные материалы в компонентах двигателя автомобиля.
- Использование защитных красок для предотвращения окисления металла.
- Смазывая дверные петли маслом, их легче открывать и закрывать.
- Смазка используется для обеспечения плавного движения деталей велосипеда.
Смазочные материалы, такие как масло
Кредиты изображений: Изображение предоставлено Дибьенду Джоардар из Pixabay
3. за счет обтекаемости тела
Обтекаемый корпус помогает снизить трение, что особенно важно при работе с жидкостями. Это позволяет скользящему телу перемещаться через среду с наименьшим сопротивлением.
Примеры
- Обтекаемые формы тела рыб и птиц скопированы, чтобы гарантировать минимальное трение.
4. Использование электростатической магнитной левитации для уменьшения контакта между поверхностями.
Трение можно уменьшить, уменьшив контакт во время скольжения. Используя магнитную левитацию или заряжая обе поверхности с одинаковой полярностью, мы можем значительно уменьшить количество прикосновений.
Примеры
- В поезде на магнитной подвеске используется идея магнитной левитации, которая снижает трение и позволяет путешествовать быстрее, а также обеспечивает более комфортную поездку для пассажиров.
Поезд на магнитной подвеске
5. С помощью трения скольжения вместо трения качения
Трение скольжения всегда больше, чем трение качения, независимо от ситуации. Рассмотрим возможность автомобиля с квадратными колесами. Трение, создаваемое качением, широко используется в нашей повседневной жизни.
Примеры
- Шариковые подшипники используются для разделения двух дорожек подшипников с помощью шариков в качестве разделителей между двумя дорожками. В результате трение скольжения становится трением качения. Гонки больше не будут скользить друг по другу, а вместо этого будут передавать вес шарам посредством трения качения.
- Механизм поломки автомобиля
- Потираем руки вместе
6. С помощью жидкостного трения вместо сухого.
По сравнению с твердыми поверхностями, жидкости имеют более низкий коэффициент трения. Поскольку они очень устойчивы к движению, жидкости с высокой плотностью имеют высокий коэффициент гидравлического трения. В результате самолеты могут двигаться с гораздо большей скоростью, чем автомобили. Кроме того, когда мы наносим смазочные материалы или масло на поверхности, мы эффективно меняем сухое трение на трение жидкости, что является полезным.
Примеры
- Нырять в воду
- Ходьба по масляной поверхности
- Купание рыб в воде
7. За счет уменьшения давления или веса на тело.
Величина создаваемого трения точно пропорциональна величине нормальной силы, приложенной к поверхности трения. Вес тела действует как нормальная сила на объект из-за того, что мы находимся на поверхности планеты. В космосе будет очень мало или совсем не будет трения. Выбор правильных материалов для уменьшения трения очень важен.
Часто задаваемые вопросы (FAQ):
В. Что снижает трение?
Ответ: Уменьшение трения означает просто уменьшение сопротивления.
Сглаживание соприкасающихся друг с другом поверхностей для облегчения их работы и предотвращения образования тепла трения называется уменьшением трения.
В. Почему мы уменьшаем трение
Ответ: В некоторых случаях необходимо, чтобы система работала бесперебойно.
Необходимое трение деталей является причиной большей части износа рабочих деталей. Нарушение однородности поверхностей — один из основных его эффектов. В связи с этим предлагается уменьшить трение в определенных обстоятельствах.
В. Когда вы хотите уменьшить трение?
Ответ: Иногда необходимо минимизировать трение, чтобы предотвратить возникновение.
В. Примеры уменьшения трения
В. Почему мы увеличиваем или уменьшаем трение
Ответ: Трение — жизненно важная вещь в нашей повседневной жизни и в нашей жизни.
Требуется более крепкая хватка за объект, чтобы сохранять контроль над его движениями. Например, если на дороге нет трения, машина проскользнет и никогда не остановится полностью; таким образом, дороги строятся из бетона, чтобы увеличить трение. Однако, как правило, важно уменьшить трение, чтобы машины работали как можно более плавно. Следовательно, в зависимости от требований рассматриваемой системы необходимо либо увеличивать, либо уменьшать трение.
В. Можем ли мы снизить трение до нуля?
Ответ: Мы никогда не сможем полностью устранить трение, поскольку оно требуется для любого движения.
Без трения мы не смогли бы изобразить движение, потому что нет движения на гладкой поверхности. Можно использовать значительное количество смазочных материалов, таких как масло, вода и консистентная смазка, чтобы в значительной степени минимизировать трение, но полностью исключить трение невозможно.
В. Уменьшает ли песок трение
Ответ: По мере того, как концентрация частиц песка в смазываемом контакте скольжения увеличивается, скорость трения и износа в контакте скольжения увеличивается пропорционально.
В. Увеличивает или уменьшает трение смазка
Ответ: Регулярная смазка маслом или консистентной смазкой требуется для уменьшения трения между деталями машины.
Смазка снижает количество тепла, выделяемого при соприкосновении двух движущихся поверхностей. Поскольку он образует пленку между двумя поверхностями, он делает процесс более плавным и эффективным за счет уменьшения трения и, таким образом, повышения производительности и эффективности.
В. Как смазочные материалы уменьшают трение
Смазочные материалы часто имеют органическую природу, и их добавляют для минимизации трения между поверхностями, которые находятся во взаимном контакте, что, в свою очередь, уменьшает количество тепла, выделяемого при движении поверхностей. Смазочные материалы также могут выполнять другие функции, такие как транспортировка инородных частиц, передача сил, а также нагрев или охлаждение поверхностей, с которыми они контактируют, среди прочего.
В. Уменьшает ли вода трение
Ответ: Вода обычно эффективна для уменьшения трения между двумя поверхностями. Чтобы уменьшить трение между двумя поверхностями, вода должна действовать как барьер между двумя поверхностями. Он делает это, разделяя их и уменьшая площадь контакта между ними. Этого можно добиться только в том случае, если ни одна из поверхностей не является абсорбирующей; в противном случае вода не сможет оставаться между двумя поверхностями.
В. Как вы уменьшите трение на полу?
Ответ: Более простой способ уменьшить или уменьшить трение о пол — отполировать поверхность пола. За счет полировки поверхности пола шероховатость уменьшается, и поверхность становится гладкой.
В. Уменьшает ли графит трение?
Ответ: Трение в значительной степени снижено за счет пластинчатой структуры графита. Чтобы предотвратить прямой контакт между металлами и развитие адгезии и задиров во время процесса трения, на поверхность ответной части можно нанести твердую графитовую смазку.
В. Уменьшают ли шариковые подшипники трение?
Ответ: Шарикоподшипник — лучший пример трения качения.
Когда ось вращается, стальные шарики и колесо вращаются в направлении, противоположном вращению оси. В результате трение качения между двумя цилиндрами ниже, чем трение скольжения между ними. Подшипники, которые катятся, а не скользят, минимизируют трение в результате создаваемого ими трения качения.
Трение скольжения переходит в трение качения в результате использования в производстве роликов и колес. Поскольку трение качения меньше трения скольжения, мы можем уменьшить силу, необходимую для перемещения предмета, с помощью роликов и колес. В результате объект можно легче перемещать при использовании роликов и колес.
В. Есть ли трение в пустыне?
Ответ: По песку пустыни сложно ходить.
Когда мы ступаем на песок, наши ступни и частицы песка имеют меньшее трение. При ходьбе по песку ноги становятся скользкими из-за перекатывания. В результате ходить по песку становится труднее из-за меньшего трения.
В. Уменьшает ли порошок трение
Ответ: Трение скольжения — это трение, возникающее при нанесении порошка на любую поверхность.
Когда тальк сухой, он оказывает незначительное влияние на трение некоторых материалов о кожу, но когда он влажный, он имеет противоположный эффект. Кроме того, настоятельно рекомендуется наносить порошок на поверхность картона, чтобы сгладить поверхность. Благодаря этому ударник и другие игровые монеты могут легко скользить.
В. Уменьшает ли лед трение?
Ответ: Скольжение по льду или снегу значительно проще, чем по большинству других поверхностей, и никто не отрицает этот факт. Однако, хотя жидкая вода на поверхности льда снижает трение скольжения по льду, в настоящее время считается, что эта жидкая вода растворяется не под давлением, а скорее за счет теплоты трения, создаваемой во время скольжения.
В. Увеличивает ли дождь трение
Ответ: Когда вода присутствует в достаточном количестве, она действует как смазка. Количество выпадающего дождя и количество стоячей воды на тротуаре могут повлиять на это изменение высоты. Сильные дожди часто могут снизить коэффициент трения до 0.4, что примерно вдвое меньше, чем на сухом асфальте при нормальных условиях.
В. Уменьшает ли протектор шины трение?
Ответ: Протектор шины предназначен для отвода воды от колеса, когда дорога влажная.
В дождливую погоду, когда дорога скользкая от дождя или снега, протектор шины предназначен для отвода лишней воды из-под колеса. Это обеспечивает максимальный контакт между дорогой и вашей шиной, когда это больше всего необходимо. Чтобы свести к минимуму опасное проскальзывание на снегу и льду, зимние шины имеют больше зазоров в протекторах, чем обычные шины.
В. Уменьшают ли автомобильные тормоза трение?
Ответ: В большинстве автомобильных тормозов используется трение между двумя поверхностями для преобразования кинетической энергии в тепло.
Автомобильные тормоза срабатывают из-за трения; тормозные колодки давят на роторы, что приводит к замедлению колес из-за трения. Тормоза работают от трения. Поскольку она определяет, сколько мощности используется для приведения в движение ротора и колодок вместе, педаль тормоза может изменять степень трения.
В. Как воздушные подушки уменьшают трение
Ответ: Воздушная подушка может быть создана на любой плоской поверхности, будь то на суше или в воде, за счет захваченных воздушных потоков! По гладкой поверхности под ней можно легко скользить, так как подушка значительно снижает сопротивление трения.
В. Как вода влияет на трение песка
Ответ: Добавление небольшого количества воды, но не слишком большого для шлифования, значительно снижает трение скольжения.
По мнению большинства экспертов, небольшое количество воды может привести к образованию капиллярных мостиков. Модуль сдвига песка увеличивается за счет создания капиллярных водяных мостиков, которые облегчают скольжение. Когда капиллярные мостики забиваются слишком большим количеством воды, модуль упругости уменьшается, в результате чего коэффициент трения снова увеличивается.
В. Уменьшает ли меловой порошок трение?
Частицы в порошке талька крошечные, но частицы в порошке мела большие. Трение в основном вызвано разницей в площади поверхности. Поскольку порошок талька имеет меньшую площадь поверхности, чем порошок мела, он снижает трение, тогда как порошок мела имеет большую площадь поверхности и увеличивает трение. На меньшей площади поверхности меньше трения, следовательно, меньше трение.
В. Как судно на воздушной подушке снижает трение
Ответ: Медленно движущиеся вентиляционные отверстия или потоки низкого давления выбрасываются вниз на поверхность воды под судном на воздушной подушке. Благодаря значительному снижению трения подушки можно легко скользить по плоской поверхности под ней.
В. Как масло снижает трение
Ответ: Масло вводится в двигатель, чтобы минимизировать трение.
Когда масло помещается между ними, между двумя поверхностями образуется тонкий слой масла. Масло покрывает поверхности движущихся компонентов, делая их скользкими из-за трения. Когда они соприкасаются друг с другом, сцепление между двумя поверхностями значительно уменьшается из-за этого слоя. Им легче скользить друг по другу, что снижает трение.
В. Как уменьшить трение в больших машинах и машинах?
Ответ: Использование смазочных материалов, таких как масло и консистентная смазка, а также использование шарикоподшипников между элементами машины может помочь уменьшить трение. Смазка — это вещество, которое помещается между двумя соприкасающимися поверхностями с целью минимизировать трение между ними.
В. Как уменьшить трение между деревом
Ответ: Трение между деревом можно уменьшить, отполировав поверхность наждачной бумагой. Кроме того, специальная смазка, называемая лаком, может снизить коэффициент трения некоторых материалов. Высокий коэффициент статического трения этих эластомеров является общей характеристикой. Покрытие смазывающим лаком может эффективно снизить эффект прерывистого скольжения при фактическом использовании.
В. Уменьшите трение между двумя поверхностями
Ответ: Есть много способов уменьшить трение между контактирующими поверхностями.
Полировка поверхности помогает минимизировать трение за счет сглаживания поверхности. Можно минимизировать трение, используя смазочные материалы, такие как масло или консистентная смазка, которые можно наносить на поверхности. Шариковые подшипники могут использоваться для уменьшения трения между катящимся предметом и поверхностью, по которой он катится.
В. Каково влияние снижения трения на машину?
Ответ: Повышение эффективности машины при одновременном сведении к минимуму количества опасного тепла, выделяемого между элементами машины, является результатом уменьшения трения в машине. Если трение не уменьшится, чрезмерное нагревание повредит детали машины. Кроме того, если трение не уменьшится, процесс потребует большей мощности.
Последние выпуски в области перспективной науки и исследований
О Праджакта Гхарате
Я Праджакта Гарат. Я закончил аспирантуру по физике в 2020 году. В настоящее время я работаю экспертом по физике в Lambdageeks. Я стараюсь объяснить предмет физики доступным для понимания простым языком.
Сила трения — это сила, существующая между двумя поверхностями, когда они касаются друг друга, и действует в направлении, противоположном движению.
Существуют различные типы трения, такие как трение между телами и воздухом, трение между твердыми телами и трение между телами и водой .
Какие факторы влияют на силу трения?
Площадь движущегося объекта.
- Скорость тела.
- Тип поверхности материала.
Недостаток трения
Трение вызывает повреждение большинства машин, поскольку оно повышает температуру внутренних движущихся частей машин до более чем определенной степени. Таким образом, машины повреждаются, и много денег тратится впустую.
Какими способами уменьшить силу трения?
- Вы должны использовать смазочные материалы и масло в машинах, чтобы образовать тонкий слой между внутренними движущимися частями машин, чтобы уменьшить влияние силы трения.
Пример: Использование смазочных материалов и масла в двигателях автомобилей.
- Вы должны использовать шарикоподшипник в машинах. Они состоят из группы небольших металлических шариков с гладкой поверхностью, поэтому трение между ними практически отсутствует.
Пример: шарикоподшипник, который находится в оси двигателя автомобиля и передает движение от двигателя автомобиля к колесам.
Читайте также:
- План урока внешняя политика николая 1
- Модель организации внеурочной деятельности в школе построенная на основе тесного взаимодействия
- Почему недостаточно наблюдений в природе в доу
- Какие особенности строения обеспечили преимущество покрытосеменным растениям кратко
- Анализ учебника по русскому языку 2 класс школа россии канакина
Сила трения. Вред и польза силы трения. Способы увеличения и уменьшения силы трения. Как увеличить трение Примеры увеличения трения
Master Grip разработан для применения на объектах, где необходимо повысить коэффициент трения. Применение продукта дает оптимальные результаты, прежде всего, в случаях передачи усилия с помощью клиновых ремней. Такими областями применения являются воздушные компрессоры, ремни вентиляторов и т.п. Продукт также можно наносить на нижнюю поверхность ковриков, когда есть риск их скольжения по полу.
СВОЙСТВА:
- обладает водоотталкивающими свойствами, что позволяет сохранять сцепление во влажных условиях
- увеличивает срок службы и клиновых ремней, и подшипников
СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ:
- Встряхнуть баллон.
- Нанести на ремень или иную поверхность в продольном направлении с расстояния около 30 см. Наносить экономно и избегать нанесения избыточного количества продукта.
- Дать высохнуть 30-60 секунд. После высыхания объект готов к применению.
- Клиновые ремни обрабатывать в два приема: после первого нанесения продукта пустить машину, дать поработать несколько минут, остановить и повторить обработку.
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
«Физика Сила трения» — Примеры трения покоя. Особенности сил трения: Урок физики в 7 классе. Сила трения в природе. Трение может быть как полезным, так и вредным. Трение в литературных произведениях. По каким признакам мы судим, что на тело подействовала сила? Сделать сообщение о трении на производстве ваших родителей. Решение проблемы.
«Сила трения» — Шнуровка кроссовок. Письмо ручкой по бумаге. Сила трения. Сдвиг предмета с места. Примеры. Трение – один из видов взаимодействия тел. Ввинчивание шурупа. Добывание огня современным способом. Движение автомобиля (трение колеса о дорогу). Добывание огня первобытными людьми. Но в других случаях трение вредно.
«Сила трения в природе» — Трение – вид взаимодействия тел. «Полезное» трение. Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. Трение покоя. Выводы: Способы уменьшения трения: Замена трения скольжения трением качения. Причины возникновения трения: 2. Взаимное притяжение частиц соприкасающихся тел. Трение скольжения.
«Трение физика» — Коэффициент трения стали по льду равен 0,027. Направление силы трения. У каждого современного человека есть на кухне кастрюли и сковородки с антипригарным тефлоновым покрытием. Что выгоднее: качение или скольжение? На Луне нет атмосферы, зато сила тяжести ослаблена в шесть с половиной раз. Атлет, перенесенный на Луну, способен метнуть ядро раз в шесть дальше, чем на Земле.
«Трение» — Сила трения. Трение покоя Трение скольжения Трение качения. Трение движения. Трение покоя. Понятие о трении. Трение скольжения. Какие трения бывают? Физика 7 класс. Разработка Габдрахмановой З. К. Тюлячинский район Саушская средняя общеобразовательная школа.
«Трение в технике» — Коньки при скольжении растапливают лед. Трение в природе, технике, быту. Образуется своеобразная смазка. Трение в архитектуре. Тела рыб покрыты слизью. Трение в спорте. Трение в природе. Зимой трение уменьшается. При гололеде трение уменьшается. Трение в жизни птиц. Кузнец клещами удерживает болванку.
Всего в теме
19 презентаций
Тема урока:
Сила трения. Вред и польза силы трения. Способы увеличен
и
я и уменьшения силы трения
Выполнили:
Садыкова Н.С.,
СШ №12, г. Капшагай, с. Заречное
Тема урока: «Сила трения.Вред и польза силы трения.Способы увеличения
и уменьшения силы трения
»
Цели урока:
Обучающая:
ввести понятие силы трения и познакомить учащихся с её особенностями;
изучить причины и виды трения, выяснить природу силы трения, ее направление, способы увеличения и уменьшения;
дать качественную формулировку этого понятия.
Развивающая:
создать условия для развития мыслительных и коммуникативных качеств учащихся;
развивать у учащихся творческие способности (написание докладов и сказок).
Воспитательная:
воспитывать наблюдательность, культуру речи, умение четко выражать свою мысль;
воспитывать умение видеть физику вокруг себя.
Тип урока:
урок изучения нового материала, проблемно-поисковый.
Приборы и материалы:
учебник «Физика и астрономия 7»; дидактические пособия (карточки-задания); наклонная плоскость; легкоподвижная тележка; демонстрационный динамометр; набор грузов.
План урока (45 минут):
Орг. момент (3 минуты)
Актуализация знаний(7 минут).
Объяснение нового материала(20 минут)
Рефлексия(10 минут)
Домашнее задание, подведение итогов(5 минут).
Ход урока:
1. Орг. момент(3минуты).
Здравствуйте. Садитесь.
Сегодня мы с вами приступаем к изучению новой темы «Сила трения». На уроке мы введем понятие силы трения и познакомимся с её особенностями, изучить причины и виды трения, выяснить природу силы трения, ее направление, способы увеличения и уменьшения.
Для этого повторим те силы, которые мы уже с вами прошли.
(опорный конспект №1 «Сила»
)
С
ИЛА,F
Сила тяжести, F
тяж Сила упругости, F
упр
2. Актуализация знаний(7минут).
Мы уже изучили силу тяжести и силу упругости. Теперь для того, чтоб еще раз закрепить изученные силы вы напишите тест.
(Тест 3 варианта, раздать
)
Вариант I
I
. Весом тела называют силу, с которой…
II
. Силой тяжести называют силу, с которой…
III
. Силой упругости называют силу, с которой…
1. тело притягивается к Земле.
2. тело действует на другое тело, вызывающее деформацию.
3.тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.
2. Какая сила удерживает спутник на орбите?
Сила тяжести.
Вес тела.
Сила упругости.
3. По международному соглашению за единицу силы принят..
ньютон. Сокращенное обозначение – Н.
килограмм. Сокращенное обозначение – кг.
метр в секунду. Сокращенное обозначение – м/с.
4. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 50 кг?
Вариант II
1. Выберите верное высказывание
I
. Камень падает на землю вследствие того, что на него действует…
1.вес тела.
2. сила упругости.
3. сила тяжести.
2. Пружина под действием подвешенной к ней гири растянулась. Какая сила вызвала растяжение пружины?
Сила тяжести.
Вес тела.
Сила упругости.
3. 1 Ньютон – это сила, которая…
за 1 с сообщает телу массой 1 кг скорость 1 м/с.
за 1 с изменяет скорость тела на 1 м/с.
за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с.
4. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 5 кг?
Вариант III
1. Выберите верное
высказывание
I
. Тело, выпущенное из рук, падает на землю. Какая сила вызывает падение тел?
II
. На книгу, лежащую на столе, со стороны стола действует…
III
. На стол, со стороны лежащей на нем книги, действует…
1. сила тяжести.
2. сила упругости.
3. вес тела.
2. Зависит ли сила тяжести от массы тела?
Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела.
Не зависит.
Чем больше масса тела, тем меньше сила, с которой оно притягивается к Земле.
3. 1 Ньютон приблизительно равен силе тяжести, действующей на тело массой…
4. Тело имеет массу 0,5 кг. Каков вес этого тела, если оно неподвижно и находится на горизонтальной опоре?
3. Объяснение нового материала(25минут).
Эпиграф
(на доске):
«Вездесущее, необходимое, мешающее –
Вот оно какое – трение!»
Изучение темы начинаю с выдвижения проблемы, демонстрирую опыт.
Опыт:
Привожу в движение игрушечный автомобиль. С течением времени его движение прекращается.
Почему же останавливается автомобиль? (Слушаю ответы учащихся)
После этого опыта учащиеся предполагают, что существует какая-то сила.
После этого объявляю тему урока и ставлю следующую проблему
В чем причина существования сил трения?
(опорный конспект №2 «Характеристика силы трения»
)
Опыт:
сооружаю наклонную плоскость из фанерной доски и бруска. Кладу на наклонную плоскость цилиндр боковой поверхностью и отпустите. На ту же наклонную плоскость положите цилиндр торцом и отпустите.
Дети отвечают на вопросы:
Что явилось причиной движения цилиндра в первом опыте?
(Ответ: сила тяжести
)
Что явилось причиной покоя цилиндра во втором опыте?
(Ответ: возникновение силы, компенсирующей силу тяжести
)
Определение
Даю определение
новой силы:
сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная в строну, противоположную движению называется силой трения.
Обозначение и единица измерения
Показываю как обозначается сила трения.
Прибор для измерения силы трения
динамометр
Как же можно измерить силу трения?
Опыт:
На фанерную плоскость кладем деревянный брусок с грузами, цепляем динамометром и равномерно перемещаем по плоскости. Динамометр показывает некоторую силу.
Дети отвечают на вопросы:
Какую силу показывает динамометр?
(Ответ: динамометр показывает силу 1,5 Н)
На тело действует сила, но скорость движения не изменяется. Значит, существует компенсирующая сила, равная силе динамометра.
Куда направлена сила, равная движущей силе?
(Ответ: сила направлена против движения бруска);
Где находится точка приложения этой силы?
(Ответ: точка приложения находится в месте контакта двух поверхностей).
Сделайте вывод.
измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении
, мы находим силу трения
.
Величина и направление
Мы уже выяснили из опыта, что сила трения имеет направление, а сила имеет направление, то эта величина векторная.
Сила трения
— это величина векторная.
Сила направлена против движения тела.
Формула
,
где 
— коэффициент трения, 
— сила нормального давления.
Коэффициент трения — это уже рассчитанная величина, приведенная таблице №4 на странице 216.
Силой нормального давления, называется сила, с которой тело действует на опору, направленной перпендикулярно к опоре.
N
=F
тяж => N
=mg
Причины
Опыт:
Для этого сравниваем движение металлического шарика по линолеуму, столу, наждачной бумаге и ковру. На подобных примерах устанавливаем, что причиной трения является шероховатость поверхности
соприкасающихся тел.
Даже самые гладкие на вид поверхности имеют неровности
, которые препятствуют движению одного тела по поверхности другого. Но оказывается уменьшение неровностей уменьшает силу трения только вначале. Дальнейшее уменьшение шероховатости приводит к увеличению силы трения (называю и вторую причину возникновения силы трения — молекулярное взаимодействие
, которое приводит как бы к прилипанию соприкасающихся поверхностей).
И так, причины возникновения силы трения две — неровности поверхности
и силы притяжения между молекулами соприкасающихся поверхностей.
Неровности поверхности
Силы притяжения между молекулами соприкасающихся поверхностей
При шероховатых поверхностях трение обусловлено главным образом первой причиной, а при очень гладких поверхностях сказывается молекулярная природа трения.
Виды
Сила трения
трение скольжения трение качения трение покоя
Если тело скользит
по поверхности, его движению препятствует сила трения
скольжения
. Например, когда мы скатываемся на санках, нас тормозит сила трения скольжения
Телу катящемуся
по поверхности препятствует сила трения качения
. Например, когда вы едите на велосипеде, вас тормозит сила трения качения.
Когда мы пытаемся сдвинуть шкаф с места, действуя на него с какой-либо силой, то в случае, если шкаф останется в покое, можно сделать вывод – тело не изменило своей скорости. Это говорит о том, что есть еще сила, направленная противоположно этому действию и равная ему по величине. Эта сила называется силой трения покоя. Именно сила трения покоя мешает сдвигать с места тяжелые предметы.
От чего же зависит сила трения?
Как вы думаете сила трения будет зависеть от материала трущихся поверхностей?
От нагрузки?
От обработки трущихся поверхностей?
А от площади контактных тел?
Итак, делаем выводы
:
Сила трения зависит от материала соприкасающихся тел, от нагрузки, от шероховатости и не зависит от площади контакта тел.
Трение, как и любое физическое явление, может быть и вредным, и полезным.
Когда оно полезно, его стараются увеличить. Например, в гололед перед школой дорогу посыпают песком.
Но когда сила трения мешает ее уменьшают. Как же можно уменьшить силу трения?
(Даю учащимся высказать свои предположения. Обращаю внимание на то, что уменьшить силу трения можно изменив причины, от которых зависит сила трения (шероховатость, материал, нагрузка))
Но в жизни часто бывает так, что эти причины не устранимы. Единственный способ — изменить один вид трения на другой
.
Опыт:
На перевёрнутую вверх колёсами машинку помещаю груз. Тележку равномерно перемещаю по поверхности. Отмечаю силу динамометра. Затем тележку ставлю на колёса и помещаю тот же груз. При равномерном перемещении динамометр отмечает меньшую силу.
При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
Еще для уменьшения силы трения некоторые тела тщательно шлифуют и применяют смазку. Например, все детали механизмов в автомобилях тщательно шлифуют и покрывают тонким слоем смазки.
4. Рефлексия(10минут).
Подвожу итог урока совместно с учениками: достигли ли целей, поставленных вначале свой работы; понравилась ли нам работа. Для закрепления изученного материала и контроля знаний учащихся
1) А теперь, я предлагаю вам найти ответы на народные приметы и пословицы (дидактические пособия – карточки с пословицами). Определите, значение силы трения для каждой пословицы, и какую роль эта сила играет положительную или отрицательную (3минуты).
Коси, коса, пока роса,
Роса долой – и ты домой.
(русская)
Пошло дело, как по маслу.
(русская)
От безделья и лопата ржавеет.
(русская)
Без мыла в душу влезет.
(русская)
От того телега запела,
Что давно дегтя не ела.
(русская)
Не, такого человека, который хоть раз не поскользнулся по льду.
(осетинская)
Каков но, так и режет.
(русская)
Не смазанное колесо ось перетрет.
(узбекская)
Три, три, три – дырка будет.
(русская)
Задумал муравей
Фудзияму-гору сдвинуть.
(японская)
На льду не строятся.
(русская)
Лопату не покрывают позолотой.
(корейская)
Не подмазанная арба не поедет.
(таджикская)
Сухая ложка рот дерет.
(русская)
Из навощенной нити
трудно плести сети.
(корейская)
Баба с возу – кобыле легче.
(русская)
Часы могут остановиться,
Время – никогда.
(сербская)
Плуг от работы блестит.
(русская)
Ключ, который часто в работе, блестит.
(турецкая)
От работы пила,
раскалилась до бела.
(русская)
Ржавый плуг только на пахоте очищается.
(марийская)
Что кругло – легко катится.
(японская)
Жнущий серп всегда блестит.
Кататься, как сыр в масле.
(русская)
Мел оставляет белый след,
а уголь – черный.
(индонезийская)
Против шерсти не гладят.
(русская)
Остер шип на подкове,
Да скоро сбивается.
(русская)
Угря в руках не удержишь.
(французская)
Не подмажешь, не поедешь.
(французская)
Колодезная веревка,
сруб перетирает.(японская)
2) провожу тест(7 минут
):
Тестовое задание
Сила — причина …
А.
… только изменения скорости тела.
Б.
… только деформации тела.
В.
… изменения скорости и деформации тела.
Г.
… движения тела.
Если тело покоится или движется равномерно, значит …
А.
… все силы направлены в одну сторону.
Б.
… на него не действуют силы.
В.
… силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Г.
… на него не действуют силы или их равнодействующая равна нулю.
Силой трения называют силу …
А.
… с которой Земля притягивает к себе тела.
Б.
… действующую на тело со стороны деформированной опоры и направленную против деформирующей силы.
В.
… с которой тело вследствие земного притяжения действует на опору или подвес.
Г.
… возникающую при движении одного тела по поверхности другого и направленную в сторону, противоположную движению.
Точка приложения силы трения расположена …
А.
… в центре тела.
Б.
… в точке контакта двух тел.
В.
… в точке действия внешней силы.
Г.
… в любом месте тела.
Сила трения всегда направлена …
А.
… противоположно движению тела.
Б.
… противоположно деформирующей силы.
В.
… вертикально вниз.
Г.
… влево или вправо.
Сила трения зависит от …
А.
… нагрузки.
Б.
… шероховатости поверхностей.
В.
… вида материала контактирующих поверхностей.
Г.
… всех вышеперечисленных фактов.
Силу трения можно уменьшить …
А.
… заменяя один вид трения другим.
Б.
… заменяя скольжение качением.
В.
… смазывая трущиеся поверхности.
Г.
… увеличивая скорость тела.
Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?
А.
350 Н.
Б.
700 Н.
В.
70 Н.
Г.
Среди ответов А — В нет правильного.
Ответы к тесту:
Проверку теста проводят сами учащиеся. Обмениваются своими ответами между собой. Ответы на тестовое задание заранее готовлю на доске. 7 выполненных заданий — отметка “4” (7 баллов), 8 выполненных заданий — отметка “5” (8 баллов). Ниже отметки не ставятся. Обсуждать ответы на вопросы теста может целая группа.
5. Домашнее задание, подведение итогов(3 минут).
Д/з: §41-42 вопросы
Доклады
:
1. Трение и движение (скольжение и качение).
2. Трение и покой.
3. Жидкое трение (смазка).
4. Почему возникает трение (причины трения)?
5. Скользить и катиться. (Рассказ о подшипниках; качения и скольжения).
§ 1 От чего возникает сила трения и что это такое?
Каждый из нас катался на санках или на лыжах, а кто задавал себе вопрос: «Почему я как бы сильно не оттолкнулся, все равно рано или поздно остановлюсь»?
Представьте такую картинку — учебник, лежит на парте. Если его толкнуть, то есть приложить к нему силу, то он изменит скорость с нулевого значения до какого-то определенного. Однако через некоторое время учебник остановится.
Мы уже знаем, что изменение скорости тела есть результат приложения силы. Какая же сила подействовала в этом случае?
Остановиться учебнику помогла сила трения. Сила трения возникает при движении одних тел по поверхности других, и когда тело пытаются сдвинуть с места.
От чего возникает сила трения?
Для ответа на этот вопрос можно проделать простейший эксперимент. Попробуем провести линию простым карандашом сначала на бумаге, а затем на стекле. На бумаге у нас это сделать получится, а на стекле нет. Это происходит потому, что поверхность бумаги и грифеля карандаша имеет неровности, если посмотреть на них под микроскопом. Частицы грифеля как бы зацепляются за шероховатости бумаги и остаются там. Поверхность же стекла гладкая и мы такого не наблюдаем.
Отсюда можно сделать вывод о том, что величина силы трения зависит от наличия шероховатостей соприкасающихся поверхностей.
А исчезнет ли сила трения в том случае, когда обе поверхности будут гладко отшлифованы? Для ответа на этот вопрос можно провести следующий эксперимент: с поверхности воды попытаемся оторвать стекло или зеркало. Это сделать достаточно сложно. В этом случае сила трения возникать тоже будет, но причина ее существования другая — взаимное притяжение молекул соприкасающихся поверхностей. И в последнем примере величина силы трения будет в разы больше.
Помимо величины сила должна иметь направление. Сила трения всегда направлена в противоположную движению тела сторону.
§ 2 Виды трения
Трение бывает трех видов:
1. Трение покоя. Все тела покоятся на месте только благодаря трению покоя. В противном случае все бы падало.
2. Трение скольжения. Примером данного вида трения может служить катание с горы на санках.
3. Трение качения. Примером может быть движение и остановка автомобиля.
Из всех трех видов наибольшей величиной обладает трение покоя, а наименьшей — трение качения. Катить легче, чем волочить. Именно поэтому во всех инженерных сооружениях и технике, где это возможно, скольжение заменяют на качение.
Так для постройки памятника Петру I в Санкт-Петербурге, громадную каменную глыбу весом около 1000 тонн доставили в город на катках, поскольку дотащить волоком постамент для памятника основателю города, было бы невозможно.
Величину силы трения можно измерить динамометром, а измеряется она в Ньютонах.
§ 3 Значение трения в жизни человека
С точки зрения пользы для человека трение может быть вредным и полезным. К примеру, когда начинает скрипеть и плохо открываться дверь трение считается вредным. Полезным можно назвать то трение, при котором велосипедист может остановиться на светофоре. Если бы его не было, то он продолжал бы неконтролируемое движение. В некоторых случаях для того, чтобы уменьшить трение применяют различные смазочные материалы. Ни один подшипник без технического масла работать не сможет.
Таким образом, трение имеет крайне важное значение в нашей жизни. Трение не только позволяет контролировать движение, оно способствует также и устойчивости тел.
Не будь его, все будет катиться, и скользить, пока не окажется на одном уровне. Гвозди и винты выскользнут из стен, ткани расползутся, ни одну пуговицу невозможно будет пришить, нитки просто не будут держаться ни в иглах, ни в тканях.
Без трения покоя мы бы не могли ни ходить, не ездить. Вспомните, как трудно передвигаться в гололед. Причиной возникновения силы трения может быть либо наличие шероховатостей на соприкасающихся поверхностях, либо взаимное притяжение молекул взаимодействующих тел. Сила трения измеряется в Ньютонах и направлена в противоположную движения тела сторону.
Список использованной литературы:
- Физика. Химия. 5-6 классы. Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С. – М.: Дрофа, 2011.
- Физика. 7 класс: Учебник для общеобразоват.учреждений/А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2006.
- Физика. 8 класс: Учебник для общеобразоват.учреждений/А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2010.
- Занимательная физика. Я. Перельман
- Физика. 7 класс. Учебник. Гуревич А. Е.