учебный проект на тему "Силы трения"

Министерство образования Новгородской области

Областное государственное профессиональное образовательное

Учреждение

<<Маловишерский техникум>>

г. Малая Вишера

Учебный проект

По физике

   <<силы трения>>

Выполнил

Студент группы 237

Волосков Ярослав Евгеньевич

Руководитель проекта  

Григорьева Алла Валерьевна

Малая Вишера

2024г

Содержание

Введение:        3

1.История изучения силы трения        4

2. Сила трения и ее виды        5

3. Мои наблюдения        6

4. Роль силы трения в жизни        8

Заключение        8

Список литературы        8

1. Введение:

Я считаю эту тему интересной, потому что сила трения одна из важнейших сил в жизни. Трение - явление, сопровождающее нас всегда, буквально на каждом шагу, а потому ставшее таким привычным и незаметным. Трение дает нам возможность ходить, сидеть, работать без опасения, что книги и тетради упадут со стола, что стол будет скользить, пока не упрется в угол, а ручка выскользнет из пальцев.

Цель проекта:

  Изучения и понимание силы трения как фундаментального понятия в физике. Определение условий, влияющих на силу трения и ее значение в повседневной жизни.

Задачи проекта:

• Познакомиться с историей изучения силы трения;
• Узнать что такое сила трения и какие виды силы трения существуют;
•  Узнать от чего зависит трение;
• Выяснить значение силы трения в жизни.

2.  
3. 1.История изучения силы трения 

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

  Первое  Исследование законов трение принадлежит знаменитому итальянскому ученому и художнику Леонардо да Винчи. Леонардо утверждал, что сила трения, возникающая при контакте тела с поверхностью другого тела, Пропорциональной нагрузки (силе Прижатие), направлена  против направления  движения и  не зависит от площади контакта. Но законы, задокументированные в его записных книжках, не были опубликованы и остались неизвестными.

Эти законы были пере открыты Гийомом Амонтоном в 1699 году и стали известны как три закона Амонтона сухого трения. Амонтон представлял природу трения с точки зрения неровностей поверхности и силы, необходимой для увеличения веса, прижимающего поверхности друг к другу.

Понимание трения в дальнейшем развил Шарль-Огюстен де Кулон (1785г.). Кулон исследовал влияние четырёх основных факторов, влияющих на трение: природы контактирующих материалов и покрытия их поверхностей; протяженность площади поверхности; нормальное давление (или нагрузка); и продолжительность контакта поверхностей (время покоя).

Джон Лесли (1766 -1832) отметил слабость взглядов Амонтона и Кулона: если трение возникает из-за того, что груз поднимается по наклонной плоскости последовательных выступов, то почему тогда оно не уравновешивается движением вниз по противоположному склону? По мнению Лесли, трение следует рассматривать как зависящий от времени процесс уплощения, сдавливания неровностей, что создаёт новые препятствия в тех областях, что раньше было полостями.

Артур-Жюль Морен (1833) разработал концепцию трения скольжения по сравнению с трением качения. Осборн Рейнольдс (1866) вывел уравнение вязкого течения. Это завершило классическую эмпирическую модель трения (статического, кинетического и жидкостного), обычно используемую сегодня в технике. В 1877 году Флеминг Дженкин и Джеймс А. Юинг исследовали непрерывность статического и кинетического трения.

В дальнейшем ученых стал интересовать вопрос о влиянии смазки, и были выделены виды трения: жидкостное, чистое, сухое и граничное.

1.                                             2. Сила трения и ее виды

   Представьте, что вы разбежались и прокатились по скользкой поверхности, например, по льду. Тяжело ходить, очень неудобно. А если пойти по асфальту или по обычной земле, то ходить можно, ноги не скользят. Что же влияет на это? Конечно же, сила трения. Во время соприкосновения двух тел возникает взаимодействие между ними, тем самым препятствуя друг другу свободно передвигаться. Это и есть трение, а величина, которой измеряется Сила трения.

Трение – это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел.

Сила трения – это величина, которая характеризует это взаимодействие

По величине и направлению.

Основная особенность: сила трения приложена к обоим телам, поверхности которых соприкасаются, и направлена в сторону, противоположную мгновенной скорости движения тел друг относительно друга. Поэтому тела, свободно скользящие по какой-либо горизонтальной поверхности, в конце концов остановятся. Чтобы тело двигалось по горизонтальной поверхности без торможения, к нему надо прикладывать усилие, противоположное и хотя бы равное силе трения. В этом заключается суть силы трения.

Человек в своей повседневной жизни часто сталкивается со следующими видами силы трения:

 1)Скольжения

2)Качения

3)Покоя.

 Трение скольжения – сопротивление качению одного тела по поверхности другого. Из-за чего постепенно останавливаются санки, скатившиеся с горы? Из-за трения скольжения. Почему замедляет своё движение шайба, скользящая по льду? Вследствие трения скольжения, направленного всегда в сторону, противоположную направлению движение тела.

 Трение покоя. Если вы решите сдвинуть с места грузовик, вряд ли у вас это получится. Не то, чтобы я в вас не верю – просто это невозможно сделать из-за того, что масса человека во много раз меньше массы грузовика, да еще и сила трения мешает это сделать. В случае, когда сила трения есть, но тело не двигается с места, мы имеем дело с силой трения покоя. Сила трения покоя – это сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения.

 Трение качения. В случае, когда тело не скользит по поверхности, а катится, то, возникающее в месте контакта трение, называют трением качения. Катящееся колесо немного вдавливается в дорогу, и перед ним образуется небольшой бугорок, который приходится преодолевать. Именно этим и обусловлено трение качения. Трение качения – сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении.

1. 3. Мои наблюдения 

Трение Покоя

Если я попытаюсь сдвинуть шкаф у меня это не получится. Что удерживает шкаф на месте? Сила трения покоя. Теперь другой пример: если мы положим руку на тетрадь и будем двигать ее по столу, то тетрадь будет двигаться вместе с нашей рукой, удерживаемая все той же силой трения покоя. Трение покоя удерживает вбитые в стену гвозди, мешает самопроизвольно развязываться шнуркам, а также держит на месте наш шкаф, чтобы мы, случайно опершись на него плечом, не задавили любимого кота, который вдруг улегся подремать в тишине и покое между шкафом и стеной.

Трение Скольжения

Вернемся к нашему пресловутому шкафу. Я, наконец, сообразил, что сдвинуть его в одиночку мне не удастся и позвал на помощь соседа. В конце концов, исцарапав весь пол, вспотев, напугав кота, но, так и не выгрузив вещи из шкафа, мы передвинули его в другой угол. Что мы обнаружили? Что, когда мы приложили силу, превышающую силу трения покоя, шкаф не просто сдвинулся с места, но и с нашей помощью продолжил двигаться дальше, до нужного нам места. И усилия, которые приходилось затрачивать на его передвижение, были примерно одинаковы на всем протяжении пути. В данном случае нам мешала сила трения скольжения. Сила трения скольжения, как и сила трения покоя, направлена в сторону, противоположную приложенному воздействию.

Трение Качения

В случае, когда тело не скользит по поверхности, а катится, то, возникающее в месте контакта трение, называют трением качения. Катящееся колесо немного вдавливается в дорогу, и перед ним образуется небольшой бугорок, который приходится преодолевать. Именно этим и обусловлено трение

Качения.

Чем тверже дорога, тем меньше трение качения. Именно поэтому ехать по шоссе намного легче, чем по песку. Трение качения в подавляющем большинстве случаев ощутимо меньше трения скольжения. Именно поэтому повсеместно применяют колеса, подшипники и так далее.

1.                                   4. Роль силы трения в жизни 

Жизненный опыт подсказывает нам, что трение очень важно в нашей Жизни и играет как положительную, так и отрицательную роль. Полезное трение:

- при ходьбе

-Удерживать предметы

- остановка автомобиля – начало движения машины – при письме – чистить зубы – накладывать повязку – носить одежду

- зажигать огонь

Трение помогает человеку и животным ходить по земле.

Если бы между телам не было трения, мы ничего не смогли бы взять и руки. Подошвы кроссовок делают из рифленой резины, чтобы увеличить их трение о землю. Трение используется во многих механизмах. На поверхность шины наноситься своего рода «узор». Он улучшает сцепление резины с дорогой. Для увеличения трения в гололед тротуары посыпают песком.

Вредное трение:

- нагреваются и изнашиваются движущиеся части машин

- скрип дверей, полов

-Мозоли на ногах и руках

- боли в суставах

Трение тормозит движение; на преодоление трения всех видов расходуется громадное количество ценного топлива. Трение вызывает износ трущихся поверхностей. Для уменьшения трения используют смазку. В движущихся частях машин используют подшипники, в которых трение скольжения заменяется трением качения. Рыбы и птицы имеют обтекаемую форму тела, что также уменьшает трение. Поэтому автомобилям, самолетам и ракетам придают обтекаемую форму.

1. Заключение

В своей работе я попытался разобраться в причинах трения. Меня поразило насколько разнообразно и порой неожиданно проявляется трение в окружающей нас обстановке. Трение принимает участие, там, где мы о нём даже и не подозреваем. Если бы трение внезапно исчезло из мира, множество обычных явлений протекало бы совершенно иным образом. Никакие тела, будь они величиною с каменную глыбу или малы, как песчинки, никогда не удержатся одно на другом: всё будет скользить и катиться, пока не окажется на одном уровне. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобный росинке. К этому можно прибавить, что при отсутствии трения гвозди и винты выскальзывали бы из стен, ни одной вещи нельзя было бы удержать в руках, никакой вихрь никогда бы не прекращался, никакой звук не умолкал бы, а звучал бы бесконечным эхом, неослабно отражаясь, например, от стен комнаты.

Теперь я точно знаю, от чего зависит сила трения, а что не влияет на нее. Если говорить более конкретно, то сила трения зависит: от нагрузки или массы тела; от рода соприкасающихся поверхностей; от скорости относительного движения тел; от размера неровностей ли шероховатостей поверхностей. А вот от площади соприкосновения она не зависит. Также я узнал, что сила трения имеет как положительную, так и отрицательную сторону.

Список литературы 

1. https: // skysmart.ru/articles/physics/sila-treniya
2.  https: // ru.wikipedia.org/wiki
3. Википедия