Сила трения

Арский район Хасаншаихская основная   общеобразовательная школа

 

 

 

 

                Доклад по физике

               На тему: »Сила трения»  

 

 

 

                             Выполнила: ученица 7 класса

                             Хайрутдинова Зарина        

                             Учитель: Зиннатуллин Р.Ш.

 

 

2013-2014 учебный год

  

План доклада:

1.Введение

2.Трение и сила трения

3.Виды трения

4.Трение в природе, механизмах и машинах

5.Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    Введение

                 Физика – это наука понимать  природу

                                  Э. Роджерс

    Почему звучит скрипичная струна, когда по ней ведут смычком? Ведь смычок движется, а колебания струны периодические. А как разго-няется автомобиль, и какая сила замедляет его при торможении? Почему автомобиль “зано-сит” на скользкой дороге? Ответы на все эти и многие другие важные вопросы, связанные с движением тел, дают законы трения. 
   Вы видите, как разнообразно и порой неожи-данно проявляется трение в окружающей нас обстановке. Трение принимает участие, и при-том весьма существенное, там, где мы о нём даже и не подозреваем. Если бы трение вне-запно исчезло из мира, множество обычных явлений протекало бы совершенно иным обра-зом. 

 

 

Трение и сила трения

Трение — процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде. По-другому называется фрикционным взаимодействием. Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией.

Трение главным образом  имеет электронную природу при  условии, что вещество находится  в нормальном состоянии. В сверхпроводящем состоянии  вдалеке от критической температуры основным «источником» трения являются фононы, а коэффициент трения может уменьшиться в несколько раз.

Сила трения — это сила, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному движению. Причины возникновения силы трения:

1) Шероховатость соприкасающихся  поверхностей.

2) Взаимное притяжение  молекул этих поверхностей.

Сила трения прямо пропорциональна  весу тела (P) и силе нормальной реакции (N) и зависит от того, насколько  сильно тела прижаты друг к другу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     Виды трения

При наличии относительного движения двух контактирующих тел силы трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на:

1)Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих, взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.

2)Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих, взаимодействующих тел относительно другого.

3)Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микроперемещениях (например, при деформации) контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

В физике взаимодействия трение принято разделять на:

1) Сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками (в том числе и твердыми смазочными материалами) — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя;

2) Граничное, когда в области контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и так далее) — наиболее распространённый случай при трении скольжения.

3) Смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;

4) Жидкостное (вязкое), при взаимодействии тел, разделённых слоем твёрдого тела, жидкости или газа различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость, величина вязкого трения характеризуется вязкостью среды;

5) Эластогидродинамическое, когда решающее значение имеет внутреннее трение в смазывающем материале. Возникает при увеличении относительных скоростей перемещения.

В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально  не поддаются описанию с помощью  методов  классической механики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Трение в природе, быту и технике

В природе животные и растения давно научились приспосабливаться  и использовать силу трения себе во благо. То же необходимо делать и человеку, дабы обеспечить себе комфортное существование  на планете Земля.

Еще примеры силы трения в природе:

• мы можем ходить по земле
• белки прыгают по веткам деревьев
• ленивец висит на ветке
• птичка может присесть на ветку
• вода точит камень
• образование планет и комет
• идет дождь и вода стекает в низину, хотя камень лежит и не скатывается в низину (у воды сила трения меньше, чем у камня)
• огромные валуны лежат на краях скал и не падают вниз - их держит сила трения

Роль силы трения в быту сводится к тому, что мы можем  ходить и ездить, что предметы не выскальзывают у нас из рук, что  полки и картины висят на стенах, а не падают, даже одежду мы носим благодаря трению, которое удерживает волокна в составе нитей, а нити в структуре тканей.

Но трение может играть и отрицательную роль. Именно из-за него нагреваются и изнашиваются движущиеся части различных механизмов. В таких случаях его стараются  уменьшить. Существует несколько способов уменьшения трения.

Один из них – это  введение смазки между трущимися  поверхностями. Смазка уменьшает соприкосновение тел, и трутся не тела, а слои жидкости. А трение в жидкости намного меньше, чем сухое трение.

Еще примеры силы трения в быту:

• мы можем писать на бумаге
• вещи, стоящие на вашем столе, не улетают от малейшего сквозняка
• одежда, которая висит на вашем стуле или плечиках в шкафу
• вы можете водите компьютерной мышкой по коврику
• вы с трудом двигаете шкаф, т.к. есть сила трения
• но если случайно разлить подсолнечное масло на кухне, любой входящий будет скользить, т.к. уменьшится сила трения об пол, но аккуратнее, не упадите сами :)
• ковер сильно уменьшает силу трения
• смазывание петлей дверей
• музыкальные инструменты

Еще одним способом уменьшить  трение является применение шариковых  и роликовых подшипников. Внутреннее кольцо подшипника одевается на вал  какого-либо механизма, а наружное кольцо закрепляют в корпусе машины или  станка. И когда вал начинает вращаться, то он не скользит, а катится на шариках  или роликах между кольцами подшипника.

А мы знаем, что сила трения качения значительно меньше трения скольжения. Поэтому вращающиеся части изнашиваются гораздо медленнее. Применяют также воздушную подушку, уменьшение площади соприкасающихся тел, а также шлифовку.

Например, чтобы уменьшить  силу трения между льдом и коньками, коньки точат, делая поверхность  соприкосновения меньше, а лед  шлифуют, делая его максимально  гладким. Так же уменьшают трение при резке чего-либо в быту и  на производстве, затачивая ножи как  можно острее.

Роль силы трения в технике  не всегда отрицательна, как могло  показаться. Ведь, например, когда мы заменяем силу трения скольжения  трением качения, чтобы уменьшить взаимодействие трущихся поверхностей, то следует помнить, что если бы трение отсутствовало совсем, то колеса или шарики в подшипниках просто-напросто прокручивались бы, не приводя тело в движение.

    Еще примеры силы трения в технике:

• автомобиль может тормозить
• на севере люди передвигаются на санках и лыжах - так быстрее, т.к. меньше сила трения
• езда на велосипеде
• любые смазанные детали работают лучше
• в шарикоподшипниках возникает сила трения качения
• колеса с шипами или даже с цепями
• механизмы для передачи или преобразования движения с помощью трения, т.н. фрикционные механизмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Литература

Перельман Я.И. “ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА”Перельман Я.И. “ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА”