Сила трения

1. Сила трения - сила, которая сильнее бурь, ветров и непогоды

СИЛА ТРЕНИЯ - СИЛА,
КОТОРАЯ СИЛЬНЕЕ БУРЬ,
ВЕТРОВ И НЕПОГОДЫ
Тема : Взаимодействие тел. Сила

2. Первые упоминания о силе

--Леонардо да
Винчи ( более
400 лет назад, но
эти работы не
были
опубликованы.;
--Шарль Кулон; --Гильом
Амонтон ( он
очень красочно
писал о роли
трения )
«Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий требовалось,
чтобы удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам
проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что земля, по которой
мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы
сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда
мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по
асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех
следствий, к которым приводит трение» Г.Амонтон

3. Направление силы трения

Санки, скатившись с горы, движутся по
горизонтальному участку дороги и через
некоторое время останавливаются.
Почему?
Рассмотрим, какие силы действуют на санки.
В вертикальном направлении на санки действует со стороны
Земли сила тяжести mg и со стороны опоры сила упругости, т.е.
сила реакции N. Модули этих сил равны. Сила тяжести и сила
реакции опоры компенсируют друг друга. В горизонтальном
направлении на санки действует сила трения Fтр.
Поэтому скорость санок уменьшается.

4. Определение величины силы

Силу трения скольжения можно измерить с помощью динамометра.
Для этого надо прикрепить, например, к деревянному бруску
динамометр и равномерно перемещать брусок по доске, располагая
прибор горизонтально.
На брусок в горизонтальном направлении действуют две силы. Одна из
них – сила упругости пружины – действует в направлении скорости
бруска. Другая – сила трения скольжения – направлена против его
скорости.
Так как брусок движется равномерно и прямолинейно, то динамометр
показывает силу упругости, равную по модулю силе трения

5. Виды сил трения

1. Трение скольжения
2. Трение качения
3. Трение покоя
На горизонтальной поверхности стола лежит брусок. Для того чтобы
сдвинуть брусок с места, необходимо подействовать на него с силой,
параллельной поверхности стола.
Эту силу измеряет динамометр.
Если приложенная сила недостаточно велика, то брусок остаётся в
покое.
При этом возникает сила, равная по модулю приложенной силе, но
противоположно ей направленная.

6. Возникновение силы

Сила трения
покоя – эта та
сила, которая
мешает сдвинуть с
места тяжёлые
предметы.

7. Значения силы трения покоя

8. Движение транспорта

Существованием силы
трения покоя объясняется
перемещение колёсного
транспорта.
Соприкасающиеся поверхности дороги и шины находятся в
относительном покое. Сила F1, приложенная к ведущему колесу, - сила
трения покоя. Колёса автомобиля как бы «отталкиваются» от дороги.
Сила F2, равная по модулю силе трения покоя F1, направлена в
противоположную сторону. Она действует со стороны колеса на дорогу
(Землю).

9. Особенности силы трения покоя

Во время бега сила трения покоя F1,
действующая на подошву обуви,
сообщает спортсмену ускорение.
Подошва не скользит назад.
Трение между подошвой и дорогой –
это трение покоя.
Сила F2, равная по модулю силе
трения покоя F1, противоположна
направлена и приложена к опоре

10. Проявление силы трения

Сила трения покоя
Аналогично этому сила трения
препятствует
покоя удерживает нитки в одежде.
извлечению гвоздя из
доски, удерживая его.
Не будь трения покоя, предметы выскальзывали бы из рук.

11. Способы уменьшения силы

12. Использование шариковых и роликовых подшипников

Для уменьшения трения вращающихся валов машин и
станков используют подшипники, заменяющие трение
скольжения трением качения. (шариковые и роликовые
подшипники).
Внутреннее кольцо подшипника, изготовленное из твёрдой стали, насажено на
вал. Наружное кольцо подшипника закреплено в корпусе машины. При
вращении вала внутреннее кольцо начинает не скользить, а катиться на
шариках или роликах, находящихся между кольцами. Опыт показывает, что
силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения ( износ
вращающихся частей машин значительно медленнее).

13. Введение смазки между трущимися поверхностями

Трение между соприкасающимися
твёрдыми телами (без смазки) называют
сухим трением (рис. а)
Смазка существенно уменьшает силу
трения.
Когда тело движется, соприкасаясь с жидкой
смазкой, то возникает жидкое трение.
Его часто называют вязким трением (рис.
б).
Коэффициент трения при вязком трении
много меньше коэффициента трения при
сухом трении.

14. Экспериментальное задание № 1

Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела.
Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор
грузов с двумя крючками, карандаши круглые – 2 шт.
Порядок выполнения работы:
1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления
равна_______Н_
2) Измерьте вес бруска с двумя грузами при помощи динамометра. Вес
бруска с грузами равен_______Н_
3) Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Для этого
положите брусок на стол, а на брусок – два груза. К бруску прицепите
динамометр и приведите брусок с грузами в движение. Каковы
показания динамометра, при начале движения бруска___________Н
4) Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для
этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи
динамометра. Результат измерения силы_________Н
5) Измерьте силу трения качения бруска по столу. Для этого положите
брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и перемещайте
равномерно брусок по столу при помощи динамометра. Результат
измерения силы_______Н

15. Экспериментальное задание № 2

2. Изучение зависимости силы трения скольжения от рода
трущихся поверхностей.
Приборы и материалы: динамометр, трибометр, брусок деревянный, набор грузов с
двумя крючками, лист бумаги, лист наждачной бумаги.
Порядок выполнения работы:
1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н
2) Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами:
а) по поверхности линейки трибометра.
б) по гладкой бумаге.
в) по наждачной бумаге.
Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи динамометра.
Результат измерений силы трения скольжения запишите в таблицу.
Вид трущихся поверхностей
Дерево по дереву
Дерево по гладкой бумаге
Дерево по наждачной бумаге
Сила трения скольжения, Н

16. Значения коэффициентов трения скольжения для различных материалов

Материалы
Коэффициент трения скольжения
Дерево по дереву
0,2 – 0,5
Металл по металлу
0,15 – 0,2
Полозья деревянные по льду
0,035
Сталь по льду (коньки)
0,015
Шина (резина)
по сухому асфальту
0,5 – 0,7
Шина (резина)
по мокрому асфальту
0,35 – 0,45
Точильный камень по стали
0,94
Подшипник скольжения
(при смазке)
0,02 – 0,08

17. График зависимости модуля силы трения от модуля силы реакции опоры: сила трения скольжения пропорциональна силе нормального

давления,
а
значит,
и
силе
реакции
опоры.
Если снова измерить силу трения, то
окажется, что она увеличилась.
Опыты показывают: чем больше сила
нормального давления, тем больше
возникающая при этом сила трения
скольжения.
Она увеличивается во столько раз, во
сколько
увеличивается
сила
нормального давления
По третьему закону Ньютона модуль силы нормального давления
равен модулю силы реакции опоры N.
Тогда можно записать: F = μN,
где
(греческая буква, читается «мю») – коэффициент
пропорциональности,
называемый
коэффициентом
трения.
Он характеризует не тело, на которое действует сила
трения, а сразу два тела, трущиеся друг о друга.

18. Экспериментальное задание № 3

3. Изучение зависимости силы трения скольжения от давления и независимости от
площади трущихся поверхностей.
Приборы и материалы: динамометр, трибометр, брусок деревянный, набор грузов с
двумя крючками.
Порядок выполнения работы:
1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_________Н
2) Положите на линейку трибометра брусок большой гранью, а на него – груз. Измерьте
силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно
при помощи динамометра. Сила трения скольжения равна________Н
3) Положите на брусок второй груз, и снова измерьте силу трения скольжения бруска.
Сила трения скольжения равна _________Н. Сравните полученные данные.
4) Положите на линейку брусок меньшей гранью, поставьте на него опять два груза и
снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке. Сила трения
равна________Н. Сравните его с результатом, полученным при выполнении пункта 3.

19. Задания и упражнения

На рисунке изображены графики 1 и 2
зависимости модуля силы трения
скольжения от модуля силы реакции
опоры.
Какой из графиков соответствует
скольжению деревянного тела по
деревянной поверхности ?
μ1 = Fтр1 /N1= 12Н/24Н = 0,5.
μ2 = Fтр2 /N2= 6Н/24Н = 0,25.
График 1 - дерево по дереву.
График 2 – шина (резина) по
сухому асфальту.
Какой паре материалов соответствует
другой график?