Какие известные вам наблюдения и опыты показывают что существует сила трения 7 класс физика кратко

Обновлено: 30.06.2024

Изнашивание шин автомобилей, нагревание тел при движении одного по поверхности другого (потрите ладошки друг о друга. Что почувствовали?) Карандаш оставляет след на бумаге, ты мамочку можешь обнять, сидишь на стуле и не соскальзываешь, трудно сдвинуть большой шкаф с места и т.д.

Общий вид: i=Imax*cos(ωt)

1.Амплитуда - это максимальное значение, всё, что стоит перед гармонической функцией (синус/косинус). В данном случае Imax=3А

2.Действующие значение в √2 раз меньше амплитудного.

4.ω=2πγ; γ=ω/2π; γ=314/2*3,14=50Гц

5.Период - это величина, обратная частоте. T=1/γ; T=1/50; T=0,02с

6.Фазу в какой момент времени нужно найти?

7.Начальная фаза - это фаза колебаний в момент времени t=0. Фаза определяется по формуле: φ=ωt + φ0; т.о. φ0=π/3

С проявлением силы трения мы сталкиваемся постоянно. При катании на лыжах: если не толкаться вперед палками, то лыжи остановятся в результате трения о снег. При езде на велосипеде: если прекратить крутить педали, то из-за трения между колесами и землей мы тоже остановимся. Когда катаемся с горки зимой на санках, то после спуска с горы через некоторое время санки тормозят, потому что возникает сила трения между санками и льдом.

2. В чём заключаются причины трения?

Причины возникновения силы трения следующие: шероховатость поверхностей соприкасающихся тел и взаимное притяжение молекул этих тел. Первая причина понятна на интуитивном уровне. А вот вторую следует объяснить. В случае, когда тела хорошо отполированы, при соприкосновении часть их молекул располагается очень близко друг к другу. Таким образом и проявляется сила трения, возникшая при соприкосновении частиц тела.

3. Объясните, как смазка влияет на силу трения.

Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввести слой смазки между соприкасающимися телами. В этом случае будут соприкасаться не тела, а слои смазки.

4. Какие виды трения вы знаете?

Трение скольжения и трение качения.

5. Как можно измерить силу трения?

Чтобы измерить силу трения, проделаем опыт. Возьмем динамометр и прикрепим его к деревянному бруску, который лежит на столе. Будем равномерно и горизонтально тянуть динамометр. При таких условиях на тело будут действовать две силы: сила упругости пружины и сила трения. Они будут направлены в противоположные стороны, но так как движение равномерное, то модули этих сил равны. И теперь, зная силу упругости пружины, узнаем и силу трения бруска о стол.

6. Как показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности?

Если проделать тот же опыт, который описан в выше, но при этом на брусок положить груз, то динамометр покажет большее значение силы трения. Из этого следует вывод: чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения.

7. Как показать на опытах, что при равных нагрузках сила трения скольжения больше силы трения качения? Как это используется в технике?

Положив деревянный брусок на круглые палочки, можно измерить силу трения качения (рис. 83,6). Она оказывается меньше силы трения скольжения. Таким образом, при равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. Трение качения широко используется в технике: движение колес автомобиля, применение блоков для поднятия груза на высоту, и др.

1. Какие известные вам наблюдения и опыты показывают, что существует сила трения?
2. В чём заключаются причины трения?
3. Объясните, как смазка влияет на силу трения.
4. Какие виды трения вы знаете?
5. Как можно измерить силу трения?
6. Как показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности?
7. Как показать на опытах, что при равных нагрузках сила трения скольжения больше силы трения качения? Как это используется в технике?

1. Автомобиль, с какой бы скоростью он не двигался, останавливается, если выключить двигатель.

2. Причины трения заключается в притяжении молекул и зацепки зазоров взаимодействующих тел.

3. Смазка уменьшает трение

4. Трение скольжения, покоя, качения.

5. С помощью динамометра: прикрепив его к телу и приложив к нему силу, при которой тело будет двигаться равномерно. Тогда динамометр покажет искомую силу трения.

6. Повторить опыт, описанный в п.6, поставив на тело груз, и сравнить полученные значения.

7. Повторить опыт, описанный в п.6, поставив на тело на круглые палочки (катки), и сравнить полученные значения.

Какие известные вам наблюдения и опыты показывают, что существует сила трения?

Решение

Любое движущееся тело, как только на неё перестают действовать другие силы, под действием силы трения останавливается. Санки, скатившись с горы, движутся по горизонтальному пути неравномерно, скорость их постепенно уменьшается, и через некоторое время они останавливаются. Мальчик, разбежавшись, скользит на коньках по льду, затем также скорость снижается и мальчик останавливается. Если велосипедист прекращает вращать передали, велосипед останавливается.

Нашли ошибку?

Если Вы нашли ошибку, неточность или просто не согласны с ответом, пожалуйста сообщите нам об этом

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.

Откуда берётся трение

Трение возникает по двум причинам:

Все тела имеют шероховатости. Даже у очень хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп видны неровности. Абсолютно гладкие поверхности бывают только в идеальном мире задач, в которых трением можно пренебречь. Именно упругие и неупругие деформации неровностей при контакте трущихся поверхностей формируют силу трения.
Между атомами и молекулами поверхностей тел действуют электромагнитные силы притяжения и отталкивания. Таким образом, сила трения имеет электромагнитную природу.

Виды силы трения

В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.

Сухое трение возникает в области контакта поверхностей твёрдых тел в отсутствие жидкой или газообразной прослойки. Этот вид трения может возникать даже в состоянии покоя или в результате перекатывания одного тела по другому, поэтому здесь выделяют три вида силы трения:

трение скольжения,
трение покоя,
трение качения.

Вязкое трение возникает при движении твёрдого тела в жидкости или газе. Оно препятствует движению лодки, которая скользит по реке, или воздействует на летящий самолёт со стороны воздуха. Интересная особенность вязкого трения в том, что отсутствует трение покоя. Попробуйте сдвинуть пальцем лежащий на земле деревянный брус и проделайте тот же эксперимент, опустив брус на воду. Чтобы сдвинуть брус с места в воде, будет достаточно сколь угодно малой силы. Однако по мере роста скорости силы вязкого трения сильно увеличиваются.

Сила трения покоя

Рассмотрим силу трения покоя подробнее.

Обычная ситуация: на кухне имеется холодильник, его нужно переставить на другое место.

Когда никто не пытается двигать холодильник, стоящий на горизонтальном полу, трения между ним и полом нет. Но как только его начинают толкать, коварная сила трения покоя тут же возникает и полностью компенсирует усилие. Причина её возникновения — те самые неровности соприкасающихся поверхностей, которые деформируясь, препятствуют движению холодильника. Поднатужились, увеличили силу, приложенную к холодильнику, но он не поддался и остался на месте. Это означает, что сила трения покоя возрастает вместе с увеличением внешнего воздействия, оставаясь равной по модулю приложенной силе, ведь увеличиваются деформации неровностей.

Пока силы равны, холодильник остаётся на месте:

Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется силой трения покоя

Сила трения скольжения

Что же делать с холодильником и можно ли победить силу трения покоя? Не будет же она расти до бесконечности?

Зовём на помощь друга, и вдвоём уже удаётся передвинуть холодильник. Получается, чтобы тело двигалось, нужно приложить силу, большую, чем самая большая сила трения покоя:

Теперь на движущийся холодильник действует сила трения скольжения. Она возникает при относительном движении контактирующих твёрдых тел.

Итак, сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения — Fтр. пок. макс И если приложенная сила больше, чем Fтр. пок. макс, то у холодильника появляется шанс сдвинуться с места.

Теперь, после начала движения, можно прекратить наращивать усилие и ещё одного друга можно не звать. Чтобы холодильник продолжал двигаться равномерно, достаточно прикладывать силу, равную силе трения скольжения:

Как рассчитать и измерить силу трения

Чтобы понять, как измеряется сила трения, нужно понять, какие факторы влияют на величину силы трения. Почему так трудно двигать холодильник?

Самое очевидное — его масса играет первостепенную роль. Можно вытащить из него все продукты и тем самым уменьшить его массу, и, следовательно, силу давления холодильника на опору (пол). Пустой холодильник сдвинуть с места гораздо легче!
Следовательно, чем меньше сила нормального давления тела на поверхность опоры, тем меньше и сила трения. Опора действует на тело с точно такой же силой, что и тело на опору, только направленной в противоположную сторону.

Сила реакции опоры обозначается N. Можно сделать вывод

Второй фактор, влияющий на величину силы трения, — материал и степень обработки соприкасающихся поверхностей. Так, двигать холодильник по бетонному полу гораздо тяжелее, чем по ламинату. Зависимость силы трения от рода и качества обработки материала обеих соприкасающихся поверхностей выражают через коэффициент трения.

Он чаще всего попадает в интервал от нуля до единицы, не имеет размерности и определяется экспериментально.

Можно предположить, что сила трения зависит также от площади соприкасающихся поверхностей. Однако, положив холодильник набок, мы не облегчим себе задачу.

Ещё Леонардо да Винчи экспериментально доказал, что сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей при прочих равных условиях.

Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта.

Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:

где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.

Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела:

Сила трения качения

Ещё древние строители заметили, что если тяжёлый предмет водрузить на колёсики, то сдвинуть с места и затем катить его будет гораздо легче, чем тянуть волоком. Вот бы пригодилась эта древняя мудрость, когда мы тянули холодильник! Однако всё равно нужно толкать или тянуть тело, чтобы оно не остановилось. Значит, на него действует сила трения качения. Это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.

Причина трения качения — деформация катка и опорной поверхности. Сила трения качения может быть в сотни раз меньше силы трения скольжения при той же силе давления на поверхность. Примерами уменьшения силы трения за счёт подмены трения скольжения на трение качения служат такие приспособления, как подшипники, колёсики у чемоданов и сумок, ролики на прокатных станах.

Направление силы трения

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.

Бывают ситуации, когда сила трения не препятствует движению, а совсем наоборот.

Представьте, что на ленте транспортёра лежит чемодан. Лента трогается с места, и чемодан движется вместе с ней. Сила трения между лентой и чемоданом оказалась достаточной, чтобы преодолеть инерцию чемодана, и эти тела движутся как одно целое. На чемодан действует сила трения покоя, возникающая при взаимодействии соприкасающихся поверхностей, которая направлена по ходу движения ленты транспортёра.

Если бы лента была абсолютно гладкой, то чемодан начал бы скользить по ней, стремясь сохранить своё состояние покоя. Напомним, что это явление называется инерцией.

Сила трения покоя, помогающая нам ходить и бегать, также направлена не против движения, а вперёд по ходу перемещения. При повороте же автомобиля сила трения покоя и вовсе направлена к центру окружности.

Для того чтобы понять, как направлена сила трения покоя, нужно предположить, в каком направлении стало бы двигаться тело, будь поверхность идеально гладкой. Сила трения покоя в этом случае будет направлена как раз в противоположную сторону. Пример, лестница у стены.

Подведём итоги

Сила трения покоя меняется от нуля до максимального значения 0

Ответ задачи зависит от того, сдвинется ли брусок под действием внешнего воздействия. Поэтому вначале узнаем значение силы, которую нужно приложить к бруску для скольжения. Это будет максимально возможная сила трения покоя, определяющаяся по формуле Fтр. = μ ⋅ N , где N = m ⋅ g (при условии горизонтальной поверхности). Подставляя значения, получаем, что Fтр. = 35 Н. Данное значение больше прикладываемой силы, следовательно брусок не сдвинется с места. Тогда сила трения покоя будет равна внешней силе: Fтр. = F = 25 H .

Записали!
Скоро с вами свяжется консультант, расскажет об обучении в нашей онлайн-школе.
Проверьте вашу электронную почту — там письмо о том, что стоит сделать перед консультацией.

У нас вы сможете учиться в удобном темпе, делать упор на любимые предметы и общаться со сверстниками по всему миру.

Читайте также: