Scopul cercetării mele este de a studia rolul forței de frecare în viața de zi cu zi și în tehnologie.
Dar frecarea poate juca atât roluri pozitive, cât și negative. Din cauza asta, părțile mobile ale diferitelor mecanisme se încălzesc și se uzează. În astfel de cazuri, ei încearcă să o reducă. Există mai multe moduri de a reduce frecarea.
Una dintre ele este introducerea de lubrifiant între suprafețele de frecare. Lubrifierea reduce contactul corpurilor și nu corpurile se freacă, ci straturile de lichid. Și frecarea într-un fluid este mult mai mică decât frecarea uscată.
O altă modalitate de a reduce frecarea este să folosești mingea și rulmenti... Voi încerca să dau exemple de forțe de frecare în viața de zi cu zi și în tehnologie
masina poate frana
în nord, oamenii se deplasează cu sania și schi - asta este mai rapid, pentru că forță de frecare mai mică
o plimbare cu bicicleta
orice piesă lubrifiată funcționează mai bine
o forță de frecare de rulare apare în rulmenții cu bile
roți cu țepi sau chiar lanțuri
mecanisme de transmitere sau transformare a mișcării prin frecare, așa-numitele.
Cauciucuri motociclete puse viraje ascuțite păstrați-le cu protectori. Frecarea scade cu gheata. Prin urmare, drumurile sunt presărate cu nisip.
Șinele au apărut cu aproape o sută de ani mai devreme decât locomotiva cu abur! Și abia atunci a fost inventată locomotiva cu abur. Inventatorii locomotivei cu abur au fost chinuiți de întrebarea mult timp:
Cumlocomotiva va merge pe șine? Dar ce se întâmplă dacă forța de frecare dintre roți și șine este scăzută? În acest caz, roțile se vor roti,alunecând pe șineca un bărbat care încearcă să alerge pe gheață. Locomotivăva „aluneca” pe locși nu numai că nu va trage trăsurile împreună cu el, dar, poate, nu se va mișca singur.Neavând încredere în frecare, unul dintre inventatori a făcut conducerea roțile de locomotivă dintateși așezat lângă șinele principale specialeșine dintatepentru aceste roți. Roțile motoare au împins dințile, în timp ce restul s-au rostogolit de-a lungul șinelor principale. Putea să facă doar 4 kilometri pe oră și să-și rupă dinții din când în când.
Un alt inginer a construit complet
La locomotiva cu abur Motor cu aburi rotește roțile motoare. Ar fi cauzat alunecarea roților pe șine dacă nu ar fi fost împiedicată.forța de frecare statică,îndreptat înainte. Această forță este cea care împiedică roțile să alunece și le face să se rotească. Locomotiva începe să se miște.
Dar, dacă atașați la o locomotivă cu aburcompoziție foarte grea,locomotiva „stă” pe loc. Pentru ca locomotiva să poată transporta trenul, forța de frecare statică a roților sale motricear trebui să fie mai multfrecare totală de rulare pe șine și frecare de alunecare în rulmenți pentru roțile întregului tren.
Isaev Emil
Ai încercat să conduci pe gheață? Plăcerea nu este plăcută. La fel, însă, ca fiind pieton în aceeași perioadă a anului. Când drumul este acoperit cu o crustă de gheață, spunem aderență slabă. Ce inseamna asta?
Aceasta înseamnă că există foarte puțină frecare între roți și drum. Și dacă acest lucru este util în cazul deplasării sarcinilor prin tragerea, de exemplu, pe o sanie, atunci este foarte dăunător într-o situație în care este necesară frânarea bruscă sau schimbarea direcției de mișcare. Rolul forței de frecare în viața umană este enorm, acest lucru nu poate fi negat.
- Și sarcina noastră este să asigurăm asta profitați la maximum de forța de frecare în viața de zi cu zi și în tehnologie pentru a ușura viața.
Rolul frecării în viața de zi cu zi
Rolul frecării în viața de zi cu zi se rezumă la faptul că putem merge și călători, că obiectele nu ne alunecă din mâini, că rafturile și tablourile atârnă pe pereți și nu cad, chiar și noi purtăm haine din cauza frecării care ține fibrele în fire și firele în structura țesăturilor.
Dar frecarea poate juca și un rol negativ. Din cauza asta, părțile mobile ale diferitelor mecanisme se încălzesc și se uzează. În astfel de cazuri, ei încearcă să o reducă. Există mai multe moduri de a reduce frecarea.
Una dintre ele este introducerea de lubrifiant între suprafețele de frecare. Lubrifierea reduce contactul corpurilor și nu corpurile se freacă, ci straturile de lichid. Și frecarea într-un fluid este mult mai mică decât frecarea uscată.
Mai multe exemple de forță de frecare în viața de zi cu zi:
- putem scrie pe hârtie
- lucrurile de pe biroul tău nu zboară departe de cel mai mic curent de aer
- haine care atârnă de scaun sau cuier în dulap
- poți conduce mouse-ul computerului pe covor
- cu greu poți muta dulapul, pentru că există o forță de frecare
- dar dacă vărsați din greșeală ulei de floarea soarelui în bucătărie, oricine va intra va aluneca, pentru că forța de frecare pe podea va scădea, dar atenție, nu cădea singur :)
- covorul reduce foarte mult forța de frecare
- lubrifiere balamalele ușii
- instrumente muzicale
Forța de frecare în tehnologie
O altă modalitate de a reduce frecarea este utilizarea rulmenților cu bile și cu role. Inelul interior al rulmentului este pus pe arborele oricărui mecanism, iar inelul exterior este fixat în corpul mașinii sau mașinii-unelte. Și când arborele începe să se rotească, nu alunecă, ci se rostogolește pe bile sau role între inelele de rulment.
Și știm că forța de frecare de rulare este mult mai mică decât frecarea de alunecare. Prin urmare, piesele rotative se uzează mult mai încet. Aplica de asemenea pernă de aer, reducând suprafața corpurilor de contact, precum și șlefuirea.
De exemplu, pentru a reduce frecarea dintre gheață și patine, patinele sunt ascuțite pentru a face suprafața de contact mai mică, iar gheața este șlefuită pentru a o face cât mai netedă. De asemenea, reduc frecarea atunci când tăiați ceva în viața de zi cu zi și la locul de muncă, ascuțind cuțitele cât mai ascuțite.
Rolul forței de frecare în tehnologie nu este întotdeauna atât de negativ pe cât ar părea. La urma urmei, de exemplu, când înlocuim forța de frecare de alunecare cu frecare de rulare pentru a reduce interacțiunea suprafețelor de frecare, trebuie amintit că, dacă nu ar exista frecare, atunci roțile sau bilele din rulmenți s-ar roti pur și simplu. fără a pune corpul în mișcare.
Mai multe exemple de forțe de frecare în tehnologie:
- masina poate frana
- în nord, oamenii se deplasează cu sania și schi - asta este mai rapid, pentru că forță de frecare mai mică
- o plimbare cu bicicleta
- orice piesă lubrifiată funcționează mai bine
- o forță de frecare de rulare apare în rulmenții cu bile
- roți cu țepi sau chiar lanțuri
- mecanisme de transmitere sau transformare a mișcării prin frecare, așa-numitele. mecanisme de frecare
Rolul frecării în natură
Merită menționat rolul forței de frecare în natură. Un exemplu sunt picioarele aspre ale insectelor pentru a îmbunătăți aderența la suprafață sau, dimpotrivă, acestea sunt corpuri netede de pești acoperite cu mucus pentru a reduce frecarea cu apă.
În natură, animalele și plantele au învățat de mult să se adapteze și să folosească forța de frecare în avantajul lor. Același lucru trebuie făcut de o persoană pentru a asigura o existență confortabilă pe planeta Pământ.
L. P. LISOVSKY și A. E. SALOMONOVICH
Lumea din jurul nostru este în continuă mișcare. Cel mai simplu tip al acestei mișcări este mișcarea unor lucruri, obiecte, corpuri în raport cu altele - așa-numita mișcare mecanică. Ne așezăm, ne ridicăm, ne plimbăm. Pe drum, un cal trage o căruță; trece o mașină; o locomotivă cu abur trage vagoane de-a lungul șinelor. Un râu curge, o barcă plutește de-a lungul lui, peștii înoată în apă. Norii curg pe cer și un avion zboară peste ei. În fabrică, mașinile se rotesc cu viteză mare, curelele de transmisie se mișcă.
Toate aceste mișcări diverse au un lucru în comun. În timpul tuturor acestor mișcări, unele obiecte intră în contact fie cu alte obiecte, fie cu un mediu lichid sau gazos continuu care le înconjoară, de exemplu, cu apa sau aerul. Când mergi, picioarele tale ating podeaua. Mașina se rostogolește pe șosea, vagoanele pe șine. Peștii înoată în apă, iar apa râului atinge fundul și malurile. Avionul zboară în aer, tăindu-l cu aripile.
Un astfel de contact a avut întotdeauna influență mare asupra mișcării.
Împingeți sania ușoară peste zăpada aglomerată - vor aluneca, dar apoi încetinește treptat și se oprește. Pe drum nu se vede nicio creștere; ce a oprit sania? Sania este oprită de frecarea care apare între ghidajele din oțel pentru sanie și zăpadă la alunecare. Aceasta forta este indreptata catre alunecarea saniei, incetineste aceasta alunecare, ii reduce viteza si, in final, opreste sania. O astfel de forță de frecare care decurge din alunecarea unor obiecte solide pe altele se numește forță de frecare de alunecare (Fig. 1).
Loviți mingea de fotbal. Mingea se va rostogoli pe pământ și se va opri. Ce a oprit mingea? Frecare din nou. Dar mingea nu alunecă pe pământ, ci se rostogolește. Se pare că în timpul rulării apare și o forță opusă. Această forță se numește forță de frecare de rulare. Ea este cea care încetinește un butoi care se rostogolește, o minge de biliard, un cerc pentru copii.
Forțele de frecare de alunecare și de rulare apar în timpul alunecării sau rulării solidelor. Dar se întâmplă să nu existe încă mișcare, dar forța de frecare deja acționează? Se pare că se întâmplă și tu însuți ai observat acest lucru în mod repetat.
Aici, pe masă se află o carte grea (Fig. 2). Încercați să-l mutați. Acest lucru va necesita ceva efort. Și dacă apăsați prea ușor cartea, aceasta nu se va clinti. Ce o împiedică să se miște? Forța de frecare între coperta de jos a cărții și masă. Acest
Forța de frecare împiedică mișcarea solidelor. Prin urmare, se numește forță de frecare statică.
Indiferent de partea pe care o apăsați pe carte - stânga, dreapta, față sau spate - forța de frecare statică împiedică cartea să alunece. Se dovedește că forța de frecare în repaus este îndreptată și împotriva mișcării - acea mișcare care tocmai ar fi trebuit să apară.
Frecarea apare numai atunci când solidele intră în contact cu solide? Nu. Când, în timpul mișcării unui lichid sau a unui gaz, straturi individuale ale unui lichid sau gaz alunecă unul față de celălalt, între ele apar forțe de frecare internă sau vâscoasă.
Datorită frecării interne, fluxul de apă pe partea laterală a conductei de apă este întotdeauna mai lent decât în mijloc. Stratul de apă adiacent direct pereților nu se mișcă deloc - se lipește de pereți. Într-un flux foarte lent, când straturile de apă curgătoare nu se amestecă, stratul care curge lângă cel aderat alunecă față de acesta și trebuie să învingă forțele de frecare care acționează între ele. Următorul strat alunecă
Zit conform celui de-al doilea, iar între ele acţionează şi forţe de frecare etc.
Astfel, forțele de frecare internă încetinesc curgerea apei în conductă.
Situația este oarecum diferită la viteze mari, de exemplu, atunci când o aeronavă se mișcă în aer sau un submarin pe mare. În aceste cazuri, din cauza frecării vâscoase a aerului sau apei, apare o nouă forță, îndreptată spre mișcare și împiedicând-o.
Aceasta este așa-numita rezistență la presiune. În multe cazuri, se dovedește a fi mult mai mare decât frecarea vâscoasă care o generează. Dar, deoarece ambele forțe (frecare vâscoasă și rezistență la presiune) încetinesc mișcarea și cresc întotdeauna odată cu creșterea vitezei acesteia, adesea nu sunt distinse, ci considerate împreună, iar suma acestor forțe, adică. forță deplină, frânarea corpului, se numește pur și simplu forța de rezistență a mediului. Frecarea datorată vâscozității unui lichid sau gaz se numește lichid, spre deosebire de alunecarea, rularea și frecarea statică, care sunt numite frecare uscată, deoarece apar atunci când obiectele solide intră în contact.
Ai încercat să conduci pe gheață? Plăcerea nu este plăcută. La fel, însă, ca fiind pieton în aceeași perioadă a anului. Când drumul este acoperit cu o crustă de gheață, spunem aderență slabă. Ce inseamna asta?
Aceasta înseamnă că există foarte puțină frecare între roți și drum. Și dacă acest lucru este util în cazul deplasării sarcinilor prin tragerea, de exemplu, pe o sanie, atunci este foarte dăunător într-o situație în care este necesară frânarea bruscă sau schimbarea direcției de mișcare. Rolul forței de frecare în viața umană este enorm, acest lucru nu poate fi negat. Și sarcina noastră este să asigurăm asta profitați la maximum de forța de frecare în viața de zi cu zi și în tehnologie pentru a ușura viața.
Rolul frecării în viața de zi cu zi
Rolul frecării în viața de zi cu zi se rezumă la faptul că putem merge și călători, că obiectele nu ne alunecă din mâini, că rafturile și tablourile atârnă pe pereți și nu cad, chiar și noi purtăm haine din cauza frecării care ține fibrele în fire și firele în structura țesăturilor. Dar frecarea poate juca și un rol negativ. Din cauza asta, părțile mobile ale diferitelor mecanisme se încălzesc și se uzează. În astfel de cazuri, ei încearcă să o reducă. Există mai multe moduri de a reduce frecarea. Una dintre ele este introducerea de lubrifiant între suprafețele de frecare. Lubrifierea reduce contactul corpurilor și nu corpurile se freacă, ci straturile de lichid. Și frecarea într-un fluid este mult mai mică decât frecarea uscată.
Forța de frecare în tehnologie
O altă modalitate de a reduce frecarea este utilizarea rulmenților cu bile și cu role. Inelul interior al rulmentului este pus pe arborele oricărui mecanism, iar inelul exterior este fixat în corpul mașinii sau mașinii-unelte. Și când arborele începe să se rotească, nu alunecă, ci se rostogolește pe bile sau role între inelele de rulment. Și știm că forța de frecare de rulare este mult mai mică decât frecarea de alunecare. Prin urmare, piesele rotative se uzează mult mai încet. Se folosește și o pernă de aer, o reducere a zonei corpurilor de contact, precum și șlefuirea. De exemplu, pentru a reduce frecarea dintre gheață și patine, patinele sunt ascuțite pentru a face suprafața de contact mai mică, iar gheața este șlefuită pentru a o face cât mai netedă. De asemenea, reduc frecarea atunci când tăiați ceva în viața de zi cu zi și la locul de muncă, ascuțind cuțitele cât mai ascuțite. Rolul forței de frecare în tehnologie nu este întotdeauna atât de negativ pe cât ar părea. La urma urmei, de exemplu, când înlocuim forța de frecare de alunecare cu frecare de rulare pentru a reduce interacțiunea suprafețelor de frecare, trebuie amintit că, dacă nu ar exista frecare, atunci roțile sau bilele din rulmenți s-ar roti pur și simplu. fără a pune corpul în mișcare.
Rolul frecării în natură
Merită menționat rolul forței de frecare în natură. Un exemplu sunt picioarele aspre ale insectelor pentru a îmbunătăți aderența la suprafață sau, dimpotrivă, acestea sunt corpuri netede de pești acoperite cu mucus pentru a reduce frecarea cu apă. În natură, animalele și plantele au învățat de mult să se adapteze și să folosească forța de frecare în avantajul lor. Același lucru trebuie făcut de o persoană pentru a asigura o existență confortabilă pe planeta Pământ.
clasa a 7-a.Subiect: Frecare în natură și tehnologie.
Scopul lecției:
1. Educativ
Află care esenţial au forțe de frecare în viața înconjurătoare, tehnologie; în ce moduri puteți crește și reduce frecarea.
2. În curs de dezvoltare
Formarea capacității elevilor de a utiliza literatura educațională - populară și de referință; arata creativitate.
3. Educativ
Să cultive diligența, acuratețea și claritatea răspunsului; abilitatea de a vedea fizica în jurul tău.
În timpul orelor.
Motivația lecției.
Profesor: Astăzi în lecție trebuie să aflăm: frecarea este un aliat sau un dușman al omului.
I. Rapoarte despre frecare
Rapoartele au fost întocmite de către elevi în prealabil.
1. Frecare și mișcare (alunecare și rulare).
2. Frecare și odihnă.
3. Frecare cu lichid (lubrefiere).
4. De ce apare frecarea (cauze ale frecării)?
5. Glisați și rostogoliți. (O poveste despre rulmenți; rulare și alunecare).
II. Cine e mai bun?
Elevii răspund la întrebări în voie, ridicând mâinile.
1. De ce se oprește în cele din urmă orice corp pus în mișcare?
Răspuns: Forța de frecare de alunecare acționează asupra unui corp în mișcare, care este îndreptat împotriva mișcării și reduce viteza corpului.
2. Cum se măsoară forța de frecare de alunecare?
Răspuns: Un dinamometru este atașat de corp și corpul este mișcat uniform. Valorile dinamometrului (forța arcului) sunt egale cu forța de frecare de alunecare.
3. De ce sunt plasate role sub el pentru a muta o sarcină mare?
Raspuns: B în acest cazînlocuiți forța de frecare de alunecare cu forța de frecare de rulare, care este mult mai mică.
4. În ce moduri poate fi redusă frecarea?
Răspuns: Lubrifierea reduce frecarea și înlocuiește alunecarea corpului cu rulare. Forța de frecare de rulare este mai mică decât forța de frecare de alunecare.
5. Cum să creșteți frecarea?
Răspuns: Faceți suprafața neuniformă (aspră) sau creșteți presiunea.
6. De ce este mai greu să mutați sania decât să o cărați?
Răspuns: Forța de frecare statică la pornirea saniei este mai mare decât forța de frecare de alunecare.
7. De ce sunt lustruite cu grijă acele?
Răspuns: Suprafața netedă, lustruită a acului are o frecare de alunecare mai mică și este mai ușor de cusut.
8. Ce rol joacă saliva în înghițirea alimentelor?
Răspuns: Rolul lubrifiantului este ca frecarea să fie redusă și să fie mai ușor de înghițit.
9. De ce creta lasă un semn pe tablă?
Răspuns: Când creta este apăsată pe tablă, se creează o forță mare de frecare, care rupe particulele de cretă - pe tablă apare o urmă.
10. De ce se „cresc” ferăstraiele? dinții adiacenți, înclinați înăuntru părți opuse?
Răspuns: Când ferăstrăul este pus deoparte, tăietura are o lățime mai mare decât grosimea pânzei de ferăstrău. Acest lucru reduce frecarea ferăstrăului în mișcare împotriva tăieturii.
11. Cu mașina teren accidentat când conduceți drumuri proaste ambele osii pot acționa ca maestru. Când vă deplasați drumuri bune numai în aceste mașini, ca și în cele obișnuite puntea spate... De ce crește capacitatea vehiculului de cross-country atunci când ambele osii sunt conduse?
Răspuns: Când axa motoare se rotește între roți și sarcină, există o forță de frecare statică care împinge mașina. Cu cât sunt mai multe axe motrice, cu atât este mai mare forța care acționează asupra vehiculului.
12. Dă o justificare fizică pentru proverb: „Cosi coasa cât timp este roua, roua s-a dus și plecăm acasă” De ce este mai ușor să cosi cu rouă?
Răspuns: Roua crește masa tulpinii. Prin urmare, atunci când este lovit cu un oblic, se îndoaie într-o măsură mai mică, iar coasa o taie. Roua asigură lubrifiere și reduce frecarea pe măsură ce coasa alunecă peste iarbă în timp ce se întoarce.
13. De ce toamna cam linii de tramvai trecând prin zona parcurilor, bulevardelor, grădinilor, agățați inscripția „Atenție la căderea frunzelor!”
Răspuns: Deoarece foaia de pe șine reduce frecarea și poate interfera cu frânarea.
14. De ce roțile unei mașini goale derapează mai mult decât roțile uneia încărcate?
Răspuns: O mașină încărcată are mai multă greutate și mai multă forță care exercită presiune asupra drumului, astfel încât forța de frecare crește și mașina nu alunecă.
15. Conform declarației membrilor echipajului Apollo 12 Ch. Konrod și A.Bin, este ușor să mergi pe Lună, dar deseori și-au pierdut echilibrul, deoarece chiar și cu o ușoară aplecare înainte, cineva ar putea cădea. Explicați fenomenul.
Răspuns: Stabilitatea mersului unei persoane este determinată de forța de frecare dintre talpa pantofului și sol. Deoarece forța gravitației pe Lună este de 6 ori mai mică decât pe Pământ, acolo a apărut o mică forță de frecare atunci când mergeam.
III. Sarcini practice
(sarcini experimentale.)
Comparați forțele de frecare în repaus, alunecare, balansare și greutatea corporală. Dotare: dinamometru, 2 greutăți, un bloc de lemn, 2 creioane rotunde (bețișoare).
IV. Ascultarea basmelor elevilor.
Acum să ne imaginăm o lume fără frecare.
De exemplu:
„Aventurile lui Ivan cel Nebun.” (Traumatologie)
Odată, Ivan cel Nebun a luat doi bani la fizică. Tocmai treceau subiectul „Forța de frecare”.
Ajuns acasă, după ce a aruncat un manual de fizică într-un colț îndepărtat, s-a gândit cu ură: „Pierde-te, forță de frecare”.
Și deodată a alunecat și a căzut pe pământ, a încercat să se ridice, apucând piciorul scaunului. Scaunul i-a sărit cu ușurință din mâini și, zburând în lateral, a trântit peste bibliotecă cu cărți. A început o mizerie în cameră. Obiectele au zburat din locurile lor și, învârtindu-se în jurul camerei, s-au ciocnit și au zburat înăuntru laturi diferite... Un manual de fizică a zburat din colțul îndepărtat, fluturând pagini. Camera arăta ca nava spatiala, situat în gravitate zero. Ivan cel Nebun, adunându-și puterile, încercă să prindă manualul. Dintr-o dată i s-a dat seama: după voia lui, forța de frecare a dispărut. În cele din urmă, a luat un manual de fizică, a deschis din zbor o pagină dată și a citit un paragraf și și-a dat seama ce de mare valoare are o forță de frecare în viață. Datorită forței de frecare, autobuzele circulă pe străzi, oamenii și animalele se plimbă, schiorii alunecă în zăpadă, patinatorii patinează pe gheață, obiectele stau la locul lor.
Dintr-o dată, totul în cameră a căzut la loc. Forța de frecare și-a reluat acțiunea. Din acea zi, Ivan a încetat să mai fie un prost și a început să studieze serios fizica.
Rezumat:
Acum să rezumăm și să evaluăm frecarea în funcție de merit. Desigur, numai datorită prezenței frecării în natură este posibilă viața în forma în care există pe Pământ. Dar, în același timp, frecarea uzează mașinile și tălpile pantofilor noștri, motoarele mașinilor, avioanelor și locomotivelor cu abur. Toate lucrează împotriva frecării (uscate și lichide), se cheltuiește o sumă imensă pentru asta. tipuri diferite combustibil. Frecarea este benefică în unele condiții și dăunătoare în altele. Prin urmare, este necesar să folosiți cu pricepere forțele de frecare. Când avem nevoie de frecare în viața de zi cu zi, în producție, în tehnologie, în transport, trebuie să o creștem.
Când frecarea iese în cale, provoacă o risipă de energie și materiale, este necesar să o reduceți. Aceasta este ceea ce oamenii au făcut din timpuri imemoriale. Dar pentru a supune fricțiunile, trebuie să știi ce legi o guvernează.
a) Cu cât presiunea dintre suprafețele de contact este mai mare, cu atât forța de frecare statică este mai mare.
b) De câte ori crește presiunea, de câte ori crește frecarea de repaus.
c) Mărimea forței de frecare depinde de tipul suprafețelor de frecare.
d) Forța de frecare de rulare este mai mică decât forța de frecare de alunecare.
e) Ungerea reduce frecarea.
Acasă: repetați p. 30 - 32
Literatură:
1. Burov și colab. „Sarcini experimentale frontale în fizică”, Iluminismul, 1981