Если вы попробуете сдвинуть тяжелый шкаф, полный вещей, то как-то сразу станет понятно, что не так все просто, и что-то явно мешает благому делу наведения порядка.
И мешать движению будет не что иное, как работа силы трения, которую изучают в курсе физики седьмого класса.
С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. В прямом смысле этого слова. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем, так как именно силы трения удерживают наши ноги на поверхности.
Любой из нас знает, что такое ходить по очень скользкой поверхности – по льду, если этот процесс вообще можно назвать ходьбой. То есть, мы сразу видим очевидные плюсы силы трения. Однако, прежде чем говорить о пользе или вреде сил трения, рассмотрим для, начала, что такое сила трения в физике.
Сила трения в физике и ее виды
Взаимодействие, которое возникает в месте соприкосновения двух тел и препятствует их относительному движению, называют трением. А силу, которая характеризует это взаимодействие, называют силой трения.
Различают три вида трения: трение скольжения, трение покоя и трение качения.
Трение покоя
В нашем случае, когда мы пытались сдвинуть шкаф с места, мы пыхтели, толкали, краснели, но не сдвинули шкаф ни на дюйм. 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. Мы, наконец, сообразили, что сдвинуть его в одиночку нам не удастся и позвали 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, кроме клубов пыли и не обклеенного обоями куска стены? Что, когда мы приложили силу, превышающую силу трения покоя, шкаф не просто сдвинулся с места, но и (с нашей помощью, естественно) 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.
Причины возникновения сил трения
Первая – это шероховатость поверхности. Это хорошо понятно на примере досок пола или поверхности Земли. В случае же более гладких поверхностей, например, льда или покрытой металлическими листами крыши, шероховатости почти не видны, но это не значит, что их нет. Эти шероховатости и неровности цепляются друг за друга и мешают движению.
Вторая причина – это межмолекулярное притяжение, которое действует в местах контакта трущихся тел. Однако, вторая причина проявляется, в основном, лишь в случае очень хорошо отполированных тел. В основном же, мы имеем дело с первой причиной возникновения сил трения. И в таком случае, чтобы уменьшить силу трения, часто применяют смазку.
Слой смазки, чаще всего жидкий, разъединяет трущиеся поверхности, и трутся между собой слои жидкости, сила трения в которых в разы меньше.
Сочинение на тему «Сила трения»
В курсе физики седьмого класса школьникам дают задание написать сочинение на тему «Сила трения». Примером сочинения на эту тему может служить примерно такая фантазия:
«Допустим, решили мы на каникулах съездить к бабушке в гости на поезде. И не в курсе того, что как раз в это время вдруг, ни с того ни с сего, пропала сила трения. Проснулись, встаем с кровати и падаем, так как силы трения между полом и ногами нет.
Начинаем обуваться, и не можем завязать шнурки, которые не держатся из-за отсутствия силы трения. С лестницей вообще туго, лифт не работает – он уже давно лежит в подвале. Пересчитав копчиком абсолютно все ступени и доползя как-то до остановки, обнаруживаем новую беду: ни один автобус не остановился на остановке.
Чудом сели в поезд, думаем, какая красота – тут хорошо, топлива уходит меньше, так как потери на трение сведены к нулю, быстрее доедем. Но вот в чём беда: силы трения между колёсами и рельсами нету, а, значит, и оттолкнуться поезду не от чего! Так что, в общем, как-то и не судьба съездить к бабушке без силы трения.»
Польза и вред силы трения
Конечно же, это фантазия, и она полна лирических упрощений. В жизни все немного по-другому. Но, по сути, несмотря на то, что есть очевидные минусы силы трения, которые создают для нас ряд сложностей в жизни, очевидно, что без существования сил трения, проблем было бы куда как побольше. Так что нужно говорить, как о вреде сил трения, так и о пользе все тех же сил трения.
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 все тем же силам трения, что насыпав на обледеневшую дорогу песок, мы улучшаем сцепление с дорогой, дабы избежать аварии.
Ну а вредом силы трения является проблема перемещения больших грузов, проблема изнашивания трущихся поверхностей, а также невозможность создания вечного двигателя, так как из-за трения любое движение рано или поздно останавливается, требуя постоянного стороннего воздействия.
Люди научились приспосабливаться и уменьшать, либо увеличивать силы трения, в зависимости от необходимости. Это и колеса, и смазка, и заточка, и многое другое. Примеров масса, и очевидно, что нельзя однозначно сказать: трение – это хорошо или плохо. Но оно есть, и наша задача – научиться использовать его на пользу человека.
Нужна помощь в учебе?
Трение — и наш враг, и наш союзник.
В каких-то случаях отсутствие трения грозит большими неприятностями (например,
торможение автомобилей происходит только за счет сил трения, возникающих между
колодками и барабаном) , а в каких-то случаях даже минимальные силы трения
оказывают самое вредное воздействие (например, в механических часах и тонких
научных приборах) . Однако, чтобы понять все значение трения, необходимо его
«выключить» и проследить за будущими событиями.
Итак, каким будет мир без сухого и вязкого
трения всех видов? Мы не сможем ни ходить, ни передвигаться никаким другим
способом. Ведь во время ходьбы подошвы наших ног испытывают трение с полом, а
без трения мы будем чувствовать себя хуже, чем на самом гладком льду в самой
скользкой обуви.
Ни один предмет (в том числе и мы)
не сможет находиться на одном месте. Ведь все, что лежит на столе, полу или
просто земле, удерживается трением покоя. А что же будет происходить? Все тела
начнут двигаться, стремясь достичь самой низкой точки. На Земле почти
невозможно создать идеально горизонтальную поверхность, даже ровные
лабораторные столы или станины станков имеют уклоны в тысячные доли градуса. Но
в мире без трения тела придут в движение даже на таких плоскостях.
Понятно, что о транспорте и вообще о
работе любых механизмов и говорить не приходится. Тормозные колодки, шкивы и
ремни, шины и дорога — ничего из этого не будет испытывать взаимное трение, а
значит, и не будет работать. Да и самих-то машин не станет — из них выкрутятся
все болты и открутятся все гайки, так как они удерживаются только благодаря
силам трения в резьбе.
Исчезни вдруг трение, наши дома в
мгновение ока рассыплются — раствор не будет больше держать кирпичи, вбитые
гвозди вылезут из досок, ведь они держатся там только за счет трения! Целыми
останутся только сварные или клепаные металлические конструкции.
Без трения исчезнут и многие другие
привычные нам вещи. Из веревок нельзя будет вязать узлы — они будут
расползаться. Все тканые материалы разойдутся на отдельные нити, а нити
распадутся на составляющие их мельчайшие волокна. Такая судьба ожидает также
металлические и веревочные сетки.
Катастрофические изменения ждут
природу — сам облик Земли изменится до неузнаваемости. Волны, возникающие в
океане, никогда не утихнут, а в атмосфере будут дуть постоянные ветры страшной
силы — ведь трения между отдельными слоями воды и воздуха нет, а значит, ничто
не мешает им очень быстро двигаться относительно друг друга. Реки выйдут из
своих берегов, и их воды понесутся с большой скоростью по равнинам.
Горы и холмы начнут рассыпаться на
отдельные глыбы и песок. Деревья, корни которых держатся в земле только из-за
трения, сами по себе начнут выкорчевываться и поползут в поисках самой низкой
точки. Да, нашему взору предстанет страшная картина: горы, деревья, огромные
глыбы, да и сама почва будут ползти, перемешиваясь, до тех пор, пока не найдут
точку равновесия.
Если пропадет сила трения, то наша
планета станет гладким шариком, на котором не будет ни гор, ни впадин, ни рек,
ни океанов — все это сломается, вытечет, перемешается и свалится в одну кучу. А
сильные, ни на минуту не утихающие ветры будут подхватывать пыль и носить ее
над планетой. Жизнь в таких условиях вряд ли будет возможна. . .
Поэтому нельзя говорить о трении как
о вредном физическом явлении. Да, часто просто жизненно необходимо свести
трение к минимуму, но нередко нужны и максимально возможные силы трения, потому
что трение — одновременно и враг, и друг.
Сила трения — это одна из самых важных сил в природе, механике и технике. Сила трения может быть и вреднойи полезной, используясь для самых разных целей с древности, когда ей извлекали звук, тепло и огонь.
Действительно, если бы не сила трения, то возможно изменился бы ход эволюции, ведь именно благодаря ей человек высек с помошью камней искру огня (или получили его трением палочек).
В природе мы можем наблюдать как пермещаются животные (ходят по льду, лазают по деревьям) и люди а потом мы видим как какое-либо движение прекращается. За всё это мы должны сказать спасибо силе трения. Даже наша ежедневная ходьба, без силы трения была бы не возможна. Машина после выключения двигателя никогда бы не остановилась.
Фактически все современные виды спорта существуют благодаря силе трения.
Сила трения в технике.
Как я уже сказала, движение машин возможно благодаря силе трения. Можно назвать любой механизм (часовоые, автомобильные и проч) все они будут основоваться на силе трения.
Оцени ответ
В окружающем нас мире существует множество физических явлений: гром и молния, дождь и град, электрический ток, трение… Именно трению и посвящён наш сегодняшний доклад. Почему возникает трение, на что влияет, от чего зависит сила трения? И, наконец, трение — это друг или враг?
Что такое сила трения?
Немного разбежавшись, можно лихо прокатиться по ледяной дорожке. Но попробуйте сделать это на обычном асфальте. Впрочем, и пробовать не стоит. Ничего не получится. Виновницей вашей неудачи станет очень большая сила трения. По этой же причине сложно сдвинуть с места массивный стол или, скажем, пианино.
В месте соприкосновения двух тел всегда возникает взаимодействие, которое препятствует движению одного тела по поверхности другого. Его и называют трением. А величину этого взаимодействия — силой трения.
Виды сил трения
Представим себе, что вам надо передвинуть тяжелый шкаф. Вашей силы явно не хватает. Увеличим «сдвигающую» силу. Одновременно увеличивается и сила трения покоя. И направлена она в сторону противоположную движения шкафа. Наконец, «сдвигающая» сила «побеждает» и шкаф трогается с места. Теперь в свои права вступает сила трения скольжения. Но она меньше силы трения покоя и дальше шкаф передвигать значительно легче.
Вам, конечно, приходилось наблюдать, как 2-3 человека откатывают в сторону тяжелый автомобиль с внезапно заглохшим двигателем. Люди, толкающие автомобиль, никакие не силачи, просто на колеса автомобиля действует сила трения качения. Этот вид трения возникает при перекатывании одного тела по поверхности другого. Может катиться шарик, круглый или гранёный карандаш, колеса железнодорожного состава и т. д. Этот вид трения гораздо меньше силы трения скольжения. Поэтому совсем легко передвигать тяжелую мебель, если она снабжена колёсиками.
Но, и в этом случае сила трения направлена против движения тела, следовательно, уменьшает скорость тела. Если бы не её «вредный характер», разогнавшись на велосипеде или роликах, можно было бы наслаждаться ездой бесконечно долго. По этой же причине автомобиль с выключенным двигателем ещё какое-то время будет двигаться по инерции, а затем остановится.
Итак, запоминаем, различают 3 вида сил трения:
- трение скольжения;
- трение качения;
- трение покоя.
Быстрота изменения скорости называется ускорением. Но, поскольку, сила трения замедляет движение, то это ускорение будет со знаком «минус». Правильно будет сказать, под действием трения тело движется с замедлением.
Какова природа трения
Если рассмотреть гладкую поверхность полированного стола или льда через лупу (увеличительное стекло), то вы увидите крохотные шероховатости, за которые и цепляется тело, скользящее или катящееся по его поверхности. Ведь подобные выступы есть и у тела, движущегося по этим поверхностям.
В точках соприкосновения молекулы настолько сближаются, что начинают притягиваться друг к другу. Но тело продолжает движение, атомы удаляются друг от друга, сцепки между ними рвутся. Это приводит в колебание освободившиеся от притяжения атомы. Примерно так, как колеблется освобожденная от растяжения пружина. Мы же воспринимаем эти колебания молекул как нагревание. Вот почему трение всегда сопровождается повышением температуры соприкасающихся поверхностей.
Значит, существуют две причины, вызывающие это явление:
- неровности на поверхности соприкасающихся тел;
- силы межмолекулярного притяжения.
От чего зависит сила трения
Вероятно, вам приходилось замечать, резкое торможение санок, если они съезжают на участок, посыпанный песком. И ещё одно интересное наблюдение, когда на санках находится один человек, они проделают, съехав с горки, один путь. А если двое друзей будут съезжать вместе, санки остановятся быстрее. Следовательно, сила трения:
- зависит от материала соприкасающихся поверхностей;
- кроме того, трение возрастает с увеличением веса тела;
- действует в сторону противоположную движению.
Замечательная наука физика еще и тем хороша, что многие зависимости можно выразить не только словами, но и в виде специальных знаков (формул). Для силы трения это выглядит так:
Fтр = kN
где:
Fтр — сила трения.
k — коэффициент трения, который отражает зависимость силы трения от материала и чистоты его обработки. Скажем, если металл катится по металлу k=0,18, если вы мчитесь на коньках по льду k= 0,02 (коэффициент трения всегда меньше единицы);
N — это сила, действующая на опору. Если тело находится на горизонтальной поверхности, эта сила равна весу тела. Для наклонной плоскости она меньше веса и зависит от угла наклона. Чем круче горка, тем легче с нее скатиться и дольше можно проехать.
А, высчитав по этой формуле силу трения покоя шкафа, мы узнаем какую силу нужно приложить, чтобы сдвинуть его с места.
Работа силы трения
Если на тело действует сила, под действием которой тело перемещается, то всегда совершается работа. У работы силы трения свои особенности: ведь она не вызывает движение, а препятствует ему. Поэтому, совершаемая ею работа, всегда будет отрицательной, т.е. со знаком «минус», в какую бы сторону не двигалось тело.
Трение — это друг или враг
Силы трения сопровождают нас повсюду, принося ощутимый вред и… огромную пользу. Вообразим, что исчезло трение. Изумленный наблюдатель увидел бы: как рушатся горы, сами по себе выкорчевываются из земли деревья, ураганные ветры и морские волны бесконечно властвуют над землей. Все тела сползают куда-то вниз, транспорт разваливается на отдельные детали, поскольку болты без трения не выполняют свою роль, невидимый безобразник развязал бы все шнурки и узлы, мебель, не удерживаемая силами трения, сползла в самый низкий угол комнаты.
Попытаемся убежать, спастись от этого хаоса, но без трения не сможем сделать, ни шагу. Ведь именно трение помогает нам при ходьбе отталкиваться от земли. Теперь понятно, почему зимой скользкие дороги посыпают песком….
И в то же время иногда трение наносит значительный вред. Люди научились уменьшать и увеличивать трение, извлекая из него огромную пользу. Например, для перетаскивания тяжелых грузов придумали колеса, заменив трение скольжение — качением, которое, значительно меньше трения скольжения.
Потому, что катящемуся телу не приходится цеплять множество мелких неровностей поверхности, как при скольжении тел. Затем снабдили колёса шинами с глубоким рисунком (протекторами).
А вы заметили, что все шины резиновые и чёрные?
Оказывается, резина хорошо удерживает колеса на дороге, а уголь, добавляемый в резину, придает ей чёрный цвет, нужную жёсткость и прочность. Кроме того, позволяет при авариях на дороге, измерить тормозной путь. Ведь при торможении резина оставляет четкий чёрный след.
При необходимости уменьшить трение, используют смазочные масла и сухую графитовую смазку. Замечательным изобретением явилось создание разного вида шарикоподшипников. Их применяют в самых различных механизмах от велосипеда до новейшего самолёта.
Бывает ли трение в жидкостях
Когда тело в воде неподвижно, то трение о воду не происходит. Но стоит ему начать движение, возникает трение, т. е. вода оказывает сопротивление движению в ней любых тел.
Значит, и берег, создавая трение, «тормозит» воду. А, так как трение воды о берег уменьшает её скорость, то на средину реки заплывать не стоит, ведь там течение гораздо сильнее. Рыбы и морские животные имеют такую форму, чтобы трение их тел о воду было минимальным.
Такую же обтекаемость конструкторы придают и подводным лодкам.
Наше знакомство с другими природными явлениями будет продолжаться. До новых встреч, друзья!
Автор: Драчёва Светлана Семёновна
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя в группе ВКонтакте.
А ещё — спасибо, если ты нажмёшь на одну из кнопочек «лайков»:
Вы можете оставить комментарий к докладу.
Ответ:
Сила трения — это одна из самых важных сил в природе, механике и технике. Сила трения может быть и вреднойи полезной, используясь для самых разных целей с древности, когда ей извлекали звук, тепло и огонь.
Действительно, если бы не сила трения, то возможно изменился бы ход эволюции, ведь именно благодаря ей человек высек с помошью камней искру огня (или получили его трением палочек).
В природе мы можем наблюдать как пермещаются животные (ходят по льду, лазают по деревьям) и люди а потом мы видим как какое-либо движение прекращается. За всё это мы должны сказать спасибо силе трения. Даже наша ежедневная ходьба, без силы трения была бы не возможна. Машина после выключения двигателя никогда бы не остановилась.
Фактически все современные виды спорта существуют благодаря силе трения.
Сила трения в технике.
Как я уже сказала, движение машин возможно благодаря силе трения. Можно назвать любой механизм (часовоые, автомобильные и проч) все они будут основоваться на силе трения.
аждый день на протяжении всей своей жизни мы сталкивается с различными природными явлениями и физическими силами, к которым настолько привыкли, что порой не замечаем и не задумываемся на природой их происхождения, над их пользой или вредом. Одной из таких сил является сила трения, о пользе которой я и хочу поговорить. В своем повествовании я защищаю силу трения, поскольку примеров ее пользы огромное количество, и перечислять их можно до бесконечности. Я хочу назвать лишь несколько из них.Прежде всего, сила трения помогает нам перемещаться по земле. Если бы не было трения, то мы не могли бы сдвинуться с места даже на сантиметр, а если бы это и удалось, до не могли бы после этого остановиться. Даже самая гладкая на первый взгляд поверхность имеет шероховатости, которые и помогают нам перемещаться и останавливаться.
Силу трения можно уменьшить в несколько раз, если между трущимися деталями ввести смазку. Так мы смазываем лыжи, когда собираемся на них кататься, так смазываются детали в различных механизмах, так мы добиваемся меньшего износа деталей, на которые воздействует сила, получившая название сила трения скольженияА вот при движении велосипедов, автомобилей и поездов возникает сила трения качения. И чем меньше эта сила, тем легче будет велосипедисту разогнать свой велосипед, тем быстрее будет скорость автомобиля или поезда. Но в то же время именно сила трения делает поездки на велосипеде, автомобиле или поезде безопасными, потому что благодаря ей поезд или автомобиль в любое время может практически мгновенно остановиться. Большая сила трения между тормозными колодками, которые изготавливаются из специального материала и тормозным барабаном намертво блокирует колеса даже при воздействии огромной силы качения.
Примеров пользы силы трения очень много. Их совсем нетрудно увидеть, для этого достаточно немножко задуматься и внимательно посмотреть вокруг себя.