Lavoro di ricerca “Forza di attrito e sue proprietà benefiche. Esperimenti di fisica

Descrizione della presentazione Progetto di ricerca in fisica Forza di attrito Scopo: secondo le diapositive

Obiettivo: scoprire quale ruolo gioca la forza di attrito nella nostra vita, come una persona ha acquisito conoscenza di questo fenomeno, qual è la sua natura. Obiettivi: tracciare l'esperienza storica dell'uomo nell'uso e nell'applicazione di questo fenomeno: scoprire la natura del fenomeno dell'attrito, gli schemi dell'attrito; condurre esperimenti per confermare; modelli e dipendenze della forza di attrito; pensare e creare esperimenti dimostrativi che dimostrino la dipendenza della forza di attrito dalla forza della pressione normale, dalle proprietà delle superfici in contatto, dalla velocità del movimento relativo dei corpi.

Relazione di un gruppo di teorici Scopo: mostrare quale ruolo gioca il fenomeno dell'attrito o della sua assenza nella nostra vita; rispondere alla domanda: “Cosa sappiamo noi (persone comuni) di questo fenomeno? »

Il gruppo ha studiato proverbi, detti e fiabe in cui si manifesta la forza dell'attrito, del riposo, del rotolamento, dello scorrimento e ha studiato l'esperienza umana nell'uso dell'attrito e nei modi per combattere l'attrito. Proverbi e detti: se guidi più piano, andrai più lontano. Se ami andare in bicicletta, ti piace anche portare le slitte. Mente dicendo che cuce con la seta. Fiabe: "Rapa" - attrito statico. “Rock-hen” – attrito statico “Bear Hill” – attrito radente.

L'attrito è un fenomeno che ci accompagna fin dall'infanzia, letteralmente ad ogni passo, e quindi è diventato così familiare e impercettibile.

L’attrito ci dà l’opportunità di camminare, sederci e lavorare senza paura che libri e quaderni cadano dal tavolo, che il tavolo scivoli fino a toccare un angolo e che la penna scivoli via dalle nostre dita.

Tuttavia, un piccolo attrito sul ghiaccio può essere sfruttato tecnicamente con successo. La prova di ciò sono le cosiddette strade del ghiaccio, che furono costruite per trasportare il legname dal luogo di disboscamento alla ferrovia o ai punti di rafting. Su una strada del genere, che ha rotaie di ghiaccio lisce, due cavalli trainano una slitta carica di 70 tonnellate di tronchi.

Ecco i dati che ci ha comunicato l'ospedale; il numero di persone che hanno cercato assistenza medica nel periodo dicembre-gennaio, solo scolari, di età compresa tra 15 e 17 anni - 6 persone. Per lo più diagnosi: fratture, lussazioni, contusioni. Tra coloro che cercano aiuto ci sono anche anziani. 3 21 2 15 anni 16 anni 17 anni Vecchiaia

Dati della Polizia stradale sugli incidenti stradali nel periodo invernale: il numero degli incidenti, compresi quelli dovuti a strade scivolose -

Il gruppo ha anche condotto una piccola indagine sociologica su un gruppo di residenti a cui sono state poste le seguenti domande: 1. Cosa sai dei fenomeni di attrito? 2. Cosa pensi del ghiaccio, dei marciapiedi e delle strade scivolose? 3. Quali sono i tuoi suggerimenti all'amministrazione del nostro distretto?

Relazione di un gruppo di teorici Obiettivi: studiare la natura delle forze di attrito; esplorare i fattori da cui dipende l'attrito; considerare i tipi di attrito.

Forza di attrito Se proviamo a spostare il mobile, vedremo subito che non è così facile da fare. Il suo movimento sarà ostacolato dall'interazione delle sue gambe con il pavimento su cui si trova. Esistono 3 tipi di attrito: attrito statico, attrito radente, attrito volvente. Vogliamo scoprire in cosa differiscono queste specie tra loro e cosa hanno in comune?

Attrito di riposo Appoggiamo la mano sul quaderno steso sul tavolo e spostiamolo. Il taccuino si sposterà rispetto al tavolo, ma riposerà rispetto al nostro palmo. Cosa abbiamo utilizzato per far muovere questo quaderno? Utilizzando l'attrito statico tra il notebook e la mano. L'attrito statico sposta i carichi su un nastro trasportatore in movimento, impedisce lo slacciamento dei lacci delle scarpe, trattiene i chiodi conficcati in una tavola, ecc.

Cosa fa sì che una slitta si fermi gradualmente mentre rotola giù dalla montagna? A causa dell'attrito radente. Perché un disco che scivola sul ghiaccio rallenta? A causa dell'attrito radente, diretto sempre nella direzione opposta alla direzione del movimento del corpo. Attrito radente

Ragioni per la comparsa della forza di attrito: Rugosità delle superfici dei corpi in contatto. Anche quelle superfici che sembrano lisce, in realtà presentano sempre irregolarità microscopiche (sporgenze, avvallamenti). Quando un corpo scivola sulla superficie di un altro, queste irregolarità si agganciano l'una all'altra e quindi interferiscono con il movimento.Attrazione intermolecolare che agisce nei punti di contatto dei corpi che sfregano. L'attrazione avviene tra le molecole di una sostanza a distanze molto brevi. L'attrazione molecolare si manifesta nei casi in cui la superficie dei corpi in contatto è ben levigata. Quindi, ad esempio, con lo scorrimento relativo di due metalli con superfici molto pulite e lisce, lavorati sotto vuoto utilizzando una tecnologia speciale, la forza di attrito tra i blocchi di legno tra loro e l'ulteriore scorrimento diventano impossibili.

Attrito volvente Se un corpo non scivola sulla superficie di un altro corpo ma, come una ruota o un cilindro, rotola, l'attrito che si verifica nel punto di contatto è chiamato attrito volvente. La ruota che rotola viene leggermente premuta sul manto stradale, quindi davanti ad essa appare un piccolo dosso, che deve essere superato. È proprio il fatto che la ruota che rotola deve costantemente passare sopra il dosso che appare davanti a causare l'attrito volvente. Inoltre, più la strada è dura, minore è l'attrito volvente. A parità di carico, la forza di attrito volvente è significativamente inferiore alla forza di attrito radente.

Ma la conoscenza della natura dell’attrito non ci è arrivata da sola. Ciò è stato preceduto da un grande lavoro di ricerca da parte di scienziati sperimentali. per diversi secoli Non tutte le conoscenze si radicarono facilmente e semplicemente, molte richiedevano molteplici prove sperimentali. prove Le menti più brillanti degli ultimi secoli hanno studiato la dipendenza del modulo di forza di attrito da: molti fattori dall'area di contatto, dalle superfici dal tipo di materiale sottoposto a carico, dalle irregolarità e rugosità superficiali. velocità relativa di movimento dei corpi I nomi di questi: scienziati Leonardo da Vinci Amonton Leonard Euler - Charles Coulomb questi sono i nomi più famosi ma erano. , ancora normali lavoratori della scienza. Tutti gli scienziati che hanno partecipato a questi studi hanno condotto esperimenti in cui si lavorava per superare la forza. attrito

Leonardo da Vinci Trascinava sul pavimento una corda strettamente attorcigliata o la stessa corda per tutta la sua lunghezza. Era interessato alla risposta alla domanda: la forza dell'attrito radente dipende dall'area dei corpi che si toccano in movimento? I meccanici dell'epoca erano profondamente convinti che maggiore è l'area di contatto, maggiore è la forza di attrito. Hanno ragionato in questo modo: più sono questi punti, maggiore è il potere. È abbastanza ovvio che su una superficie più ampia ci saranno più punti di contatto, quindi la forza di attrito dovrebbe dipendere dall'area dei corpi di sfregamento.

Ha ottenuto i seguenti risultati: 1. Non dipende dalla zona. 2. Non dipende dal materiale. 3. Dipende dall'entità del carico (in proporzione ad esso). 4. Non dipende dalla velocità di scorrimento. 5. Dipende dalla rugosità della superficie.

Lo scienziato francese Amonton, a seguito dei suoi esperimenti, ha risposto alle stesse cinque domande. Per i primi tre lo stesso, per il quarto dipende. Sul quinto – non dipende. Ha funzionato e Amonton ha confermato la conclusione inaspettata di Leonardo da Vinci sull'indipendenza della forza di attrito dall'area dei corpi in contatto. Ma allo stesso tempo non era d'accordo con lui sul fatto che la forza di attrito non dipende dalla velocità di scorrimento; credeva che la forza dell'attrito radente dipendesse dalla velocità, ma non era d'accordo sul fatto che la forza dell'attrito dipendesse dalla rugosità delle superfici.

Accademia Russa delle Scienze Leonard Euler Membro a pieno titolo dell'Accademia Russa delle Scienze Leonard Euler ha pubblicato le sue risposte a cinque domande sull'attrito. I primi tre sono uguali ai precedenti, ma nel quarto era d'accordo con Amont e nel quinto con Leonardo da Vinci.

Il fisico francese Coulomb ha condotto esperimenti in un cantiere navale in uno dei porti della Francia. Lì trovò quelle condizioni pratiche di produzione in cui la forza di attrito giocava un ruolo molto importante. Il ciondolo ha risposto a tutte le domande: sì. La forza di attrito totale dipende ancora in piccola parte dalla dimensione delle superfici dei corpi sfreganti, è direttamente proporzionale alla forza di pressione normale, dipende dal materiale dei corpi in contatto, dipende dalla velocità di scorrimento e dal grado di levigatezza delle superfici di sfregamento. Successivamente, gli scienziati si sono interessati alla questione dell'influenza della lubrificazione e sono stati identificati i tipi di attrito: liquido, puro, secco e limite.

Risposte corrette La forza di attrito non dipende dall'area dei corpi in contatto, ma dipende dal materiale dei corpi: maggiore è la forza di pressione normale, maggiore è la forza di attrito. Misurazioni accurate mostrano che il modulo della forza di attrito radente dipende dal modulo della velocità relativa. La forza di attrito dipende dalla qualità della lavorazione delle superfici di sfregamento e dal conseguente aumento della forza di attrito. Se si lucidano accuratamente le superfici dei corpi a contatto, aumenta il numero di punti di contatto con la stessa forza di pressione normale e quindi aumenta la forza di attrito. L'attrito è associato al superamento dei legami molecolari tra i corpi in contatto.

Nell'esperimento con un tribometro, la forza era normale. Il peso della barra funge da pressione.Misuriamo la forza della pressione normale pari al peso della tazza con i pesi al momento dello scorrimento uniforme. bar Aumentiamo ora la forza della normale, . raddoppiare la pressione, posizionando i pesi sul blocco, posizionando nuovamente ulteriori pesi sulla tazza. Facciamo muovere il blocco in modo uniforme. In questo caso la forza di attrito raddoppierà.Sulla base di esperimenti simili è stato stabilito che, a parità di materiale e stato delle superfici di sfregamento, la loro forza di attrito è direttamente . . : proporzionale alla forza della pressione normale cioè F tr =μ·N

Viene chiamato il valore che caratterizza la dipendenza della forza di attrito dal materiale e la qualità della lavorazione delle superfici di sfregamento. coefficiente di attrito Il coefficiente di attrito è misurato da un numero astratto che mostra quale parte della forza di pressione normale è la forza di attrito Μ = N/F FR

Nella tecnologia e nella vita quotidiana, le forze di attrito. svolgono un ruolo enorme In alcuni casi, le forze di attrito, – . portare beneficio agli altri danneggiare Forza di attrito, ; tiene chiodi piantati, viti, dadi, . . trattiene i fili del tessuto, i nodi, ecc. In assenza di attrito sarebbe impossibile cucire. raccogliere la macchina per i vestiti e mettere insieme una scatola

La presenza di attrito statico consente a una persona di muoversi sulla superficie della Terra. Mentre cammina, una persona spinge indietro la Terra, e la Terra spinge la persona in avanti con la stessa forza. La forza che muove una persona in avanti è uguale alla forza di attrito statico tra la pianta del piede e la Terra. Più una persona spinge indietro la Terra, maggiore è la forza di attrito statico applicata alla gamba e più velocemente la persona si muove. Quando una persona spinge la Terra con una forza superiore alla massima forza di attrito statico, la gamba scivola all'indietro, rendendo difficile la deambulazione. Ricordiamo quanto sia difficile camminare sul ghiaccio scivoloso. Per facilitare la camminata è necessario aumentare l'attrito statico. A questo scopo la superficie scivolosa viene cosparsa di sabbia.

RELAZIONE DI UN GRUPPO DI SPERIMENTATORI: L'obiettivo è scoprire la dipendenza della forza di attrito: scorrimento dai seguenti fattori - ; dal carico - dall'area di contatto degli elementi di sfregamento; superfici - (dallo sfregamento dei materiali una volta asciutti). superfici: Dinamometro da laboratorio attrezzato 40/; con rigidità molla N·m dinamometro (– 12); limite di dimostrazione del round N – 2; ; pezzi di blocchi di legno, set di pesi; tavola di legno, pezzo di metallo; ; ; . lamiera piana blocco di ghisa ghiaccio gomma

Risultati sperimentali: 1. Dipendenza della forza di attrito radente dal carico m (g) 120 620 1120 F tr (N) 0. 3 1. 5 2.

2. Dipendenza della forza di attrito dall'area di contatto delle superfici di sfregamento. S (cm 2) 220 228 1140 F tr (N) 00, 35 00,

3. Dipendenza della forza di attrito dall'entità delle irregolarità delle superfici di sfregamento: legno su legno (vari metodi di trattamento superficiale). h 1 irregolare 2 liscio 3 lucido F tr 1,5 0,7 0,

1. Superficie irregolare: il blocco non viene elaborato. 2. Superficie liscia: il blocco viene piallato lungo le venature del legno. 3. La superficie liscia e lucida viene trattata con carta vetrata. 4. Quando applichiamo la forza di attrito dai materiali delle superfici di sfregamento, utilizziamo un blocco del peso di 120 ge diverse superfici di contatto. Usiamo la formula: F tr = µ·N N. Materiali di sfregamento (su superfici asciutte) Coefficiente di attrito (durante il movimento) 1 Legno su legno (in media) 0,3 2 Legno su legno (lungo le fibre) 0,075 3 Legno per metallo 0,4 4 Legna per ghisa 0,5 5 Legna per ghiaccio 0.

N. 1 Esperienza, . Strofina con cura l'arco con la colofonia e poi disegnalo lungo la corda. I suoni del canto di lunga durata si ottengono grazie all'attrito, quando il violinista inizia a muovere l'arco lungo la corda sotto l'influenza della forza. L'attrito statico viene portato via dall'arco e si piega, allo stesso tempo, la tensione. si sforza di riportarlo nella sua posizione originale.Quando questa forza supera la forza di attrito statico, la corda si rompe ed entra in vibrazione, il violinista muove l'arco nella direzione opposta a. poi verso. , Il violino canta Se suoni il violino senza arco, pizzicando le corde, ; Con le dita otterrai un suono simile a una balalaika se tiri la corda con il dito. e lascialo andare, ci sarà un suono acuto che svanirà rapidamente? Perché strofinare l'arco con la colofonia? La colofonia svolge il ruolo di lubrificante? , attrito Si scopre che l'arco viene strofinato con colofonia non solo per aumentare la forza di attrito, ma anche in modo che questa forza dipenda notevolmente dalla velocità di scorrimento e diminuisca più velocemente con la crescita. . velocità La corda sotto l'arco si muove sempre più lentamente dell'arco Quando, . l'arco e la corda si muovono in una direzione, la corda resta indietro rispetto all'arco. l'attrito previene il ritardo e trascina la corda dietro l'arco. La forza dell'attrito fa il lavoro; l'arco trascina la corda dietro di sé e viceversa. frena la corda, rallentandone il movimento.Il lavoro viene compiuto contro le forze. attrito

Esperimento n. 2 Un uovo di legno con un filo passato nel mezzo. Prendono tra le mani le estremità di questo filo e alzano una mano in alto. L'uovo di legno scivola velocemente lungo il filo. Alza l'altra mano. L'uovo precipita di nuovo verso il basso, ma all'improvviso si incastra in mezzo al filo, poi scivola di nuovo e si ferma. In questo esperimento, la forza di attrito radente è proporzionale alla normale forza di pressione. L'uovo è composto da due metà comunicanti. Un tappo di sughero è fissato al centro perpendicolarmente alla filettatura. Quando il filo è teso, la forza di attrito tra il filo e il sughero aumenta e l'uovo si congela in una certa posizione sul filo. Se il filo non è teso, la forza di attrito è minore e l'uovo scivola liberamente verso il basso.

N. 3 Esperimento Righello di legno. Posiziona il righello orizzontalmente sugli indici e, lentamente, inizia ad avvicinare le dita. Il righello non si muove uniformemente su due dita contemporaneamente. Fa scorrere un dito alla volta, poi l'altro. Perché? Solo il dito più lontano dal centro di massa del righello scorre sotto il righello, poiché subisce meno carico e meno attrito. Il suo scorrimento si arresta non appena è più vicino al centro di massa del righello rispetto al secondo dito, e quindi il secondo dito inizia a scorrere. Quindi le dita si spostano una alla volta verso il centro di gravità del righello.

Conclusioni dai risultati del lavoro sul progetto Abbiamo scoperto che le persone utilizzano da tempo la conoscenza del fenomeno dell'attrito, ottenuta sperimentalmente. A partire dai secoli XY - XYI, la conoscenza di questo fenomeno è diventata scientifica: sono stati condotti esperimenti per determinare la dipendenza della forza di attrito da molti fattori e sono stati identificati dei modelli. Ora sappiamo esattamente da cosa dipende la forza di attrito e cosa non la influenza. Più specificatamente la forza di attrito dipende: dal carico o peso corporeo; dal tipo di superfici di contatto; sulla velocità del moto relativo dei corpi; dalla dimensione delle irregolarità o della rugosità superficiale. Ma non dipende dall'area di contatto. Ora possiamo spiegare tutti gli schemi della struttura della materia osservati in pratica dalla forza di interazione tra le molecole. Abbiamo condotto una serie di esperimenti, eseguito più o meno gli stessi esperimenti degli scienziati e ottenuto più o meno gli stessi risultati. Si è scoperto che sperimentalmente abbiamo confermato tutte le affermazioni che abbiamo fatto. Abbiamo creato una serie di esperimenti per aiutare a comprendere e spiegare alcune osservazioni “difficili”. Ma, probabilmente, la cosa più importante è che ci siamo resi conto di quanto sia bello acquisire conoscenza da soli e poi condividerla con gli altri.

Uno dei problemi della scuola moderna è la diminuzione dell'interesse per la fisica. Mi sono posto una domanda: quali mezzi può utilizzare un insegnante per formare negli studenti un atteggiamento positivo verso la materia, per suscitare in loro un interesse cognitivo per la conoscenza? Possiamo proporre il seguente schema per coltivare la passione degli scolari per una materia educativa: dalla curiosità alla sorpresa, da essa alla curiosità attiva e al desiderio di apprendere, da essi alla solida conoscenza e alla ricerca scientifica.

Mi soffermerò più in dettaglio sulla prima fase: sorpresa e curiosità: gli scolari sviluppano un interesse situazionale, che si manifesta quando si dimostra un'esperienza spettacolare, ascoltando una storia su un caso interessante della storia della fisica, e il suo oggetto non è il contenuto della materia, ma aspetti puramente esterni della lezione: attrezzatura, abilità dell'insegnante, forme di lavoro nella lezione.

La novità, l'interesse immediato e il fascino emotivo evocano principalmente l'attenzione involontaria. A sua volta, l'attenzione involontaria provoca la memorizzazione involontaria. Ogni insegnante sa bene che durante il controllo dei compiti, lo studente, rispondendo alla domanda posta, inizia descrivendo l'esperienza che ha visto nella lezione precedente. Le immagini visive degli esperimenti dimostrativi vengono archiviate in memoria e servono come punti di riferimento, supporti, sulla base dei quali viene ricostruito il resto del materiale didattico studiato.

Sono completamente d'accordo con gli psicologi che notano che il materiale visivo complesso viene ricordato meglio della sua descrizione. Pertanto, le dimostrazioni degli esperimenti rimangono impresse nella memoria degli studenti molto meglio della storia di un insegnante sugli esperimenti fisici.

Tuttavia, gli studenti, ricordando gli esperimenti dimostrativi, apportano modifiche alla loro descrizione, causate non solo dall'oblio di alcuni dettagli, ma anche dalla trasformazione della descrizione in una forma più facile da comprendere. Quando ricordano, gli studenti evidenziano i dettagli delle esperienze che sembrano loro più significative e interessanti. Tutto ciò indica che ricordare non è una semplice riproduzione, ma un processo costruttivo.

Pertanto, credo che la dimostrazione degli esperimenti sviluppi l’attenzione e la memoria degli studenti nella fase di conoscenza empirica dei fenomeni e dei modelli studiati.

A questo proposito, si propone di utilizzare esperimenti spettacolari, poiché gli studenti non hanno solo un vivo interesse nella dimostrazione del fenomeno, ma anche un'energica discussione sulla soluzione del fenomeno (situazione problematica). Pertanto, quando dimostriamo un esperimento spettacolare, prendiamo due piccioni con una fava: dimostriamo un fenomeno fisico e creiamo una situazione problematica. E come “effetto collaterale” risvegliamo l’interesse per l’argomento. Pertanto, la natura e la forma di organizzazione dell’attività educativa e cognitiva degli studenti: la natura di risoluzione dei problemi, di ricerca e riproduttiva dell’attività consente l’applicazione completa delle conoscenze degli studenti.

Come insegnante, stabilisco degli obiettivi insieme agli studenti:

Formativo: sistematizzazione delle conoscenze sull'argomento “Forza di attrito”: conoscere la natura della forza di attrito, sviluppare la capacità di distinguere tra tipi di attrito; confrontarli in diverse situazioni pratiche; giustificare la necessità di aumentare e diminuire la forza di attrito; sviluppare nei bambini la capacità di esercitare l'autocontrollo con l'ausilio di domande specifiche e l'utilizzo di materiale didattico.

Sviluppo: migliorare le capacità di lavoro indipendente, attivare il pensiero degli studenti, la capacità di formulare conclusioni in modo indipendente e sviluppare il discorso. Sviluppo di capacità creative basate sul lavoro pratico. Sviluppo di abilità pratiche nel lavorare con attrezzature fisiche.

Educativo: sviluppare un senso di comprensione reciproca e assistenza reciproca nel processo di esecuzione congiunta di un compito sperimentale; sviluppo della motivazione per lo studio della fisica, utilizzando una varietà di tecniche di attività, comunicando informazioni interessanti.

Durante questo tipo di attività, gli studenti sviluppano la capacità di strutturare e sistematizzare il contenuto della materia studiata. La trattazione dell'argomento è accompagnata da una presentazione seguita da una discussione e spiegazione dei fenomeni che si verificano a causa della presenza della forza di attrito. Vengono dimostrati i metodi per modificare nella pratica la forza di attrito. Gli studenti hanno l'opportunità di analizzare ciò che sta accadendo e trarre conclusioni.

Insieme a questo, si sta verificando lo sviluppo di UUD meta-soggetto: comunicativo: esprimi i tuoi pensieri con sufficiente completezza e accuratezza, ottieni le informazioni mancanti utilizzando domande; normativo: riconoscersi come forza trainante del proprio apprendimento, capacità di superare ostacoli e autocorrezione, elaborare un piano per risolvere un problema e correggere autonomamente gli errori; cognitivo – essere in grado di creare modelli per risolvere problemi educativi e cognitivi, identificare e classificare le caratteristiche essenziali di un oggetto. Sono previsti anche risultati personali: la formazione di una visione del mondo olistica che corrisponde al moderno livello di sviluppo della scienza e della pratica sociale.

Bersaglio:

• introdurre le tipologie delle forze di attrito;
• scoprire da cosa dipende la forza di attrito

Compito:

• determinare il significato della forza di attrito nella vita quotidiana e nella natura.

L'attrito è un fenomeno che ci accompagna fin dall'infanzia, ad ogni passo, per poi diventare così familiare e così impercettibile.

Forza di attrito nelle fiabe: “Kolobok” (forza di attrito volvente), “Rapa” (forza di attrito statico), “Bear Hill” (forza di attrito radente), “La principessa rana” (forza di attrito volvente).

L'attrito è uno dei tipi di interazione tra i corpi. Si verifica quando due corpi entrano in contatto. L'attrito, come tutti gli altri tipi di interazione, obbedisce alla terza legge di Newton: se una forza di attrito agisce su uno dei corpi, allora una forza della stessa grandezza, ma diretta nella direzione opposta, agisce anche sul secondo corpo.

Tipi di forza di attrito: F attrito volvente, F attrito radente, F attrito statico, ma è possibile sostituire un tipo di attrito con un altro (F attrito radente con F attrito volvente). Usando un blocco, un dinamometro e due matite, puoi dimostrare che Ftr. scivolamento è maggiore di Ftr. rotolamento.

La dipendenza della forza di attrito da determinati indicatori è dimostrata dai seguenti esperimenti:

Utilizzando un dinamometro, un blocco e una serie di pesi, dimostriamo che la forza di attrito dipende dalla forza di pressione normale;

Al posto della superficie liscia mettere un foglio di carta ruvida (la forza di attrito dipende dal materiale);

Rimuoviamo la plastilina dalla superficie e misuriamo la forza di attrito prima e dopo;

Usiamo lubrificante, che porta ad una diminuzione della forza di attrito;

La forza di attrito è quasi indipendente dall'area di supporto.

Purtroppo l’attrito ha i suoi pro e i suoi contro. Quando è utile, cercano di aumentarlo. Se è dannoso, cercano di ridurlo (utilizzando lubrificanti e cuscinetti che riducono la forza di attrito di 20-30 volte).

Ecco alcuni esempi. La melodia emanata dal violino esiste perché l'arco fa vibrare le corde. La corda sotto l'arco si muove sempre più lentamente dell'arco. Quando la corda si muove verso l'arco, la forza di attrito radente rallenta la corda, rallentandone il movimento. E quando l'arco si muove nella direzione della corda, la forza di attrito radente, al contrario, “trascina” con sé la corda, impedendole di cadere indietro. Quando in inverno si forma il ghiaccio sulle strade, la probabilità di incidenti è elevata e anche i pedoni possono rimanere feriti sui percorsi ghiacciati. Per evitare ciò, puoi versare sabbia sulla strada, aumentando così la forza di attrito. Il vantaggio dell'attrito volvente è che la ruota che rotola viene leggermente premuta sulla strada e davanti ad essa si forma un piccolo dosso che deve essere superato. Ecco come avviene il movimento. Nel 1779, il fisico francese Coulomb stabilì cosa determina la forza massima di attrito statico. Quanto più pesante è il libro sul tavolo, tanto più viene premuto contro il tavolo, tanto più difficile sarà spostarlo. È grazie all'attrito statico che tutto rimane al suo posto: i lacci delle scarpe non si slacciano, un chiodo resta infisso nel muro, un armadio resta al suo posto. Possiamo trarre conclusioni sui vantaggi della forza di attrito. Grazie a questa forza possiamo stare in piedi o andare avanti, rallentare o accelerare il movimento dei singoli corpi.

Ma, insieme ai vantaggi, ci sono anche degli svantaggi. L’uomo non sarà mai in grado di inventare una macchina a moto perpetuo, perché... nel tempo, qualsiasi movimento si fermerà a causa della forza di attrito e di tanto in tanto è necessario mantenere questo movimento per agire su di esso. L'attrito non è solo un freno al movimento, ma è anche la causa principale dell'usura dei dispositivi tecnici, un problema che l'uomo ha dovuto affrontare fin dagli albori della civiltà.

Leonardo da Vinci si occupò di molte questioni relative alle parti della macchina, all'attrito e all'usura. La forza di attrito è diretta nella direzione opposta alla forza applicata e questo comporta molto lavoro da svolgere.

La caratteristica principale dell'attrito è il coefficiente di attrito “mu”, che è determinato dai materiali di cui sono costituite le superfici dei corpi interagenti.

L'attrito gioca un ruolo positivo nella vita di molte piante. Ad esempio la vite, il luppolo, il pisello, il fagiolo e altre piante rampicanti, grazie all'attrito, possono aggrapparsi ai supporti, rimanervi sopra e allungarsi verso la luce. Si crea una grande forza di attrito tra il supporto e lo stelo, perché gli steli si adattano saldamente al supporto. Nelle piante che hanno radici, come carote e barbabietole, la forza di attrito contro il terreno aiuta a mantenerle nel terreno. Man mano che la radice cresce, aumenta la pressione della terra circostante su di essa e aumenta anche la forza di attrito. Ecco perché è così difficile estrarre dal terreno rape e barbabietole di grandi dimensioni. Per piante come la bardana, l'attrito aiuta a diffondere i semi, che hanno spine con piccoli uncini alle estremità. Queste spine si attaccano alla pelliccia degli animali e si muovono con loro. I semi di piselli e noci, grazie alla loro forma sferica e al basso attrito volvente, si muovono facilmente da soli.

Gli organismi di molte creature viventi si sono adattati all'attrito e hanno imparato a ridurlo o ad aumentarlo. Il corpo del pesce è snello e ricoperto di muco, che consente loro di sviluppare un'elevata velocità durante il nuoto. La copertura ispida di trichechi, foche e leoni marini li aiuta a muoversi sulla terraferma e sui banchi di ghiaccio. Per aumentare l'aderenza al suolo, i tronchi degli alberi, gli arti degli animali hanno una serie di dispositivi: artigli, spigoli vivi di zoccoli, punte di ferro di cavallo, il corpo dei rettili è ricoperto di tubercoli e scaglie. Anche l'azione degli organi di presa (gli organi di presa degli scarafaggi, gli artigli dei gamberi, gli arti anteriori e la coda di alcune razze di scimmie, la proboscide dell'elefante) è associata all'attrito. Molti organismi viventi hanno adattamenti grazie ai quali l'attrito è piccolo quando si muovono in una direzione e aumenta bruscamente quando si muovono nella direzione opposta. Questi sono, ad esempio, lana e scaglie che crescono obliquamente rispetto alla superficie della pelle. Il movimento di un lombrico si basa su questo principio. Lo scarabeo che gira sull'acqua galleggia rapidamente sulla superficie dell'acqua. Deve la sua velocità di movimento al grasso lubrificante che ricopre il suo corpo, che riduce notevolmente l'attrito con l'acqua.

Le ossa degli animali e degli esseri umani nei punti della loro articolazione mobile hanno una superficie molto liscia e il rivestimento interno della cavità articolare secerne un fluido speciale che funge da "lubrificante" articolare. Quando si deglutisce il cibo e il suo movimento attraverso l'esofago, l'attrito viene ridotto mediante schiacciamento e masticazione preliminare del cibo, nonché bagnandolo con la saliva. Durante l'azione degli organi di movimento negli animali e nell'uomo, l'attrito si manifesta come una forza utile.

Proverbi e detti sulla forza di attrito, detti da persone e tratti dall'esperienza di vita:

• Cigola come un carro non unto.
• Il carro cominciò a cantare perché da molto tempo non mangiava catrame.
• Non stirare contropelo.
• Le cose sono andate come un orologio.
• Ben lubrificato, buona guida.
• Vive come il formaggio nel burro.
• Dove scricchiola, lì imbrattano
• Una freccia mai indossata va di lato.
• L'aratro risplende dal lavoro.
• Tre, tre: ci sarà un buco.

Esperimenti che dimostrano la forza di attrito:

Esperienza n. 1. Rotazione delle uova crude e sode. Un uovo sodo gira più velocemente. In un uovo crudo, il tuorlo e l'albume cercano di mantenere uno stato stazionario (è qui che si manifesta la loro inerzia) e il loro attrito contro il guscio ne rallenta la rotazione.

Esperienza n.2. Diluire il permanganato di potassio in un vasetto finché non diventa viola scuro. Versa dell'acqua semplice in un altro barattolo. Quindi, pipetta una soluzione di permanganato di potassio e lasciala cadere in un barattolo da un'altezza di 1-2 centimetri dalla superficie dell'acqua. La punta della pipetta non deve oscillare. Le mani dovrebbero appoggiarsi sui gomiti. Una goccia che cade nell'acqua si trasforma in un anello della forma corretta, che affonderà sul fondo del barattolo, aumentando di dimensioni. Ciò si spiega con il fatto che quando la goccia cade nell'acqua incontra resistenza e si appiattisce. Mentre si spostava verso il basso a causa dell'attrito con l'acqua, i suoi bordi si arricciavano. Il risultato fu un anello a vortice a forma di volante, che ruotava attorno al proprio asse anulare.

Esperienza n.3. Posiziona una matita esagonale sul libro parallelamente al dorso. Solleva lentamente il bordo superiore del libro finché la matita non inizia a scivolare verso il basso. Riduci leggermente l'inclinazione del libro e fissalo nella sua posizione attuale posizionando qualcosa sotto di esso. Adesso la matita, se la rimetti sul libro, non si muoverà. È tenuto in posizione dall'attrito statico. È sufficiente fare clic sul libro con il dito, la forza di attrito statico si indebolirà e la matita scivolerà verso il basso.

Il fisico francese Guillaume sul ruolo dell'attrito: “A tutti è capitato di uscire sul ghiaccio nero; quanta fatica abbiamo dovuto fare per non cadere, quanti buffi movimenti abbiamo dovuto fare per restare in piedi! Questo ci costringe a riconoscere che solitamente il terreno su cui camminiamo ha una qualità preziosa che ci permette di mantenere l’equilibrio senza troppi sforzi. Lo stesso pensiero ci viene in mente quando andiamo in bicicletta su un pavimento scivoloso, o quando un cavallo scivola sull’asfalto e cade. Studiando tali fenomeni arriviamo alla scoperta delle conseguenze a cui porta l'attrito. Gli ingegneri si sforzano di eliminarlo dalle automobili e fanno un buon lavoro. Tuttavia, ciò è corretto solo in un’area ristretta e specializzata. In tutti gli altri casi dovremmo essere grati all’attrito: ci dà la possibilità di camminare, sederci e lavorare senza il timore che libri e calamaio cadano a terra, che il tavolo scivoli fino a toccare un angolo e che la penna ci scivolerà dalle dita”.

Rilevanza: il lavoro ha lo scopo di formare una visione del mondo sulla realtà. Le leggi dell'attrito forniscono risposte a molte importanti domande relative al movimento dei corpi. La rilevanza dell'argomento è che collega la teoria con la pratica, rivela la possibilità di spiegare la natura, l'applicazione e l'uso del materiale studiato. Questo lavoro ti consente di sviluppare il pensiero creativo, la capacità di acquisire conoscenze da varie fonti, analizzare fatti, condurre esperimenti, fare generalizzazioni, esprimere i tuoi giudizi, pensare ai misteri della natura e cercare la via verso la verità.

Ripercorrere l'esperienza storica dell'umanità nell'uso e nell'applicazione di questo fenomeno; scoprire la natura del fenomeno dell'attrito, le leggi dell'attrito; condurre esperimenti confermando i modelli e le dipendenze della forza di attrito; condurre esperimenti dimostrativi dimostrando la dipendenza della forza di attrito dalla forza di pressione normale, dalle proprietà delle superfici di contatto.

Falcia, falce, mentre c'è la rugiada, via la rugiada - e sei a casa. Se non aiuti, non te ne andrai. Le cose sono andate come un orologio. Si adatterà alla tua anima senza sapone. Arrotolare come il formaggio nel burro. Il carro cominciò a cantare perché da tempo non mangiava catrame, i proverbi si spiegano con l'esistenza dell'attrito e con l'uso del lubrificante per ridurlo.

L'acqua tranquilla lava via le rive e tra i singoli strati d'acqua che scorrono nel fiume si forma l'attrito, chiamato interno. A questo proposito, la velocità del flusso d'acqua nelle diverse sezioni della sezione trasversale del letto del fiume non è la stessa: la più alta è al centro del canale, la più piccola è vicino alle sponde. La forza di attrito non solo rallenta l'acqua, ma agisce anche sulla riva, strappando particelle di terreno e, quindi, lavandole via.

3. Storia dello studio dell'attrito Leonardo da Vinci Euler Leonard Amont Coulomb Charles Augustin de

Anno Nome dello scienziato DIPENDENZA del modulo di forza di attrito radente dall'area dei corpi in contatto dal materiale dal carico dalla velocità relativa di movimento delle superfici di sfregamento dal grado di rugosità superficiale 1500 Leonardo da Vinci No Sì No Sì 1699 Amonton No Sì No 1748 Leonard Eulero No Sì 1779 Coulomb Sì 1883 N.P. Petrov No Sì

Conclusione: la forza di attrito radente dipende dal carico; maggiore è il carico, maggiore è la forza di attrito. Risultati sperimentali: 1. Dipendenza della forza di attrito radente dal carico. m(g)Ftr(N)0.50.81.0

Quando allacciamo una cintura senza attrito, tutti i fili scivolerebbero fuori dal tessuto. Senza attrito tutti i nodi si scioglierebbero. Senza attrito sarebbe impossibile fare un passo o, in generale, alzarsi. L'attrito interviene dove non lo sospettiamo nemmeno Conclusione Quando cuciamo Quando camminiamo

Abbiamo scoperto che le persone utilizzano da tempo la conoscenza del fenomeno dell'attrito, ottenuta sperimentalmente. Abbiamo creato una serie di esperimenti per aiutare a comprendere e spiegare alcune osservazioni difficili. La forza di attrito si verifica tra le superfici a contatto. La forza di attrito dipende dal tipo di superfici a contatto. La forza di attrito non dipende dall'area delle superfici di sfregamento. La forza di attrito diminuisce quando l'attrito radente viene sostituito dall'attrito volvente e quando le superfici di sfregamento vengono lubrificate. Conclusioni basate sui risultati del lavoro:

1. Introduzione

Lo scopo di questo lavoro– studiare le problematiche legate al verificarsi dell’attrito. Questo argomento, apparentemente noto da molto tempo, rimane come prima pertinente, poiché il problema della forza di attrito non è stato completamente risolto né dai fisici né dai matematici, mentre l'attrito è uno dei problemi più importanti, ad esempio, per l'ingegneria meccanica. Compito lavoro - condurre esperimenti per indagare da cosa dipende la forza di attrito. Così, oggetto di studioè l'attrito.

Ipotesi : un mondo senza attriti sarebbe irriconoscibile e terribile. Non ci sarebbe sviluppo della civiltà, perché i nostri antenati lo usavano per estrarre fuoco . Il progresso tecnico in assenza della ruota doveva essere un'altra cosa.Inoltre, è possibile che l'attrito sia una delle fonti di calore interno della Terra.

Significato pratico Il lavoro è che è dedicato alla teoria dell'attrito, che non è ancora completa. Ma per attrarre nuovi futuri ricercatori, è necessario che siano interessati al problema. E per questo puoi utilizzare il materiale di questo lavoro.

La novità del lavoro sarà l'ipotesi sulla riduzione dell'attrito molecolare sotto grandi catene montuose a causa dell'alta pressione. E questo dovrebbe portare ad un aumento della loro mobilità. Cioè, aumentare la possibilità di terremoti.

2. Questioni fondamentali della teoria dell'attrito

2.1. Un mondo senza attriti

Per prima cosa immaginiamo un po 'e immaginiamo cosa accadrebbe se l'attrito scomparisse? Un'auto in movimento non potrà fermarsi e una ferma non potrà muoversi. I pedoni cadranno sull'asfalto e non potranno rialzarsi. Inoltre, dove il pavimento è più basso. si ritroveranno improvvisamente nudi, poiché i fili dei tessuti sono tenuti in posizione dall'attrito. Tutti i mobili della stanza scivoleranno in un angolo. Anche piatti e bicchieri scivoleranno dal tavolo. Chiodi e viti usciranno dai muri. Non potrai tenere una sola cosa tra le mani. Anche prendere e girare la pagina di un libro diventerà un problema.

Un'idea interessante è stata inventata e descritta su una forte riduzione istantanea dell'attrito nel libro per bambini "L'isola dei fisici inesperti". “Tutte le parti dell'auto che fanno affidamento sull'attrito - i freni, la frizione, la cinghia di trasmissione - hanno smesso di funzionare e quelle parti che erano ostacolate dall'attrito hanno cominciato a muoversi ancora più velocemente. Pertanto, il motore ha continuato a funzionare e ha persino aumentato la velocità: l'attrito nei cilindri e nei cuscinetti non lo ha più rallentato...” Ma l'auto non poteva muoversi, poiché l'attrito tra le gomme e l'asfalto era scomparso. Così le ruote giravano, ma l'auto restava ferma. Una descrizione dello stesso mondo è data nella poesia:

Ecco cosa scrive il famoso fisico svizzero e premio Nobel Charles Guillaume: “Immaginiamo che l'attrito possa essere completamente eliminato. Allora nessun corpo, grande come un masso o piccolo come un granello di sabbia, non potrà mai appoggiarsi l'uno sull'altro: tutto scivolerà e rotolerà finché non si troverà sullo stesso piano. Se non ci fosse l’attrito, la Terra sarebbe una sfera senza irregolarità, come un liquido”.

2.2. Due cause di attrito

Le due invenzioni più importanti: la ruota (Fig. 1) e il fuoco (Fig. 2) - sono associate proprio al desiderio di ridurre o aumentare l'effetto dell'attrito.

L'attrito è una conseguenza di molte ragioni. I principali sono due. In primo luogo, i bordi frastagliati di una superficie si aggrappano alla rugosità di un’altra. Questo è il cosiddetto attrito geometrico (Fig. 3). In secondo luogo, attrito molecolare , quando le superfici di entrambi i corpi sono sufficientemente lisce. In questo caso, l'attrazione tra le loro molecole inizia ad avere effetto (Fig. 4). La scienza che studia l'attrito si chiama tribologia (dal greco "tribos" - attrito). L'attrito è una resistenza meccanica al movimento che si verifica nel punto di contatto tra due corpi premuti l'uno contro l'altro quando si muovono l'uno rispetto all'altro. Forza di resistenza F, diretta in direzione opposta al movimento del corpo, è chiamata forza di attrito. Le leggi dell'attrito a secco furono formulate nel 1781 da S. O. Coulomb (1736 - 1806). Sono stati determinati empiricamente. Ma molto prima, tra le innumerevoli conquiste scientifiche e creative di Leonardo da Vinci c'era la formulazione delle leggi dell'attrito. Amonton e Coulomb hanno introdotto il concetto Coefficiente di attrito come rapporto tra la forza di attrito e il carico. Questo coefficiente determina la forza di attrito per qualsiasi coppia di materiali a contatto. Indicato con una lettera greca μ [mu]. Finora la formula è:

F tr =μР,

Dove P - forza di pressione o peso corporeo,UN F tr - forza di attrito, è la formula principale. La sua opzione:

F tr =μN ,

Dove N – forza di reazione del terreno. . N =R. Per i disegni che mostrano tutte le forze agenti sul blocco, vedere la Fig. 5.

Il coefficiente di attrito dipende non solo da quali materiali sono in contatto, ma anche dalla fluidità con cui vengono lavorate le superfici a contatto. La formula può essere scritta in modo più accurato, tenendo conto dell'attrito molecolare:

F = μ (N + S P 0 ),

Dove R 0 – pressione aggiuntiva causato dalle forze di attrazione molecolare.

2.3. Tipi di attrito

C'è attrito statico, scorrevole e volvente. Si è scoperto che di solito la forza di attrito radente durante la fase lentamovimento c'è meno forza di attrito statico (cioè partendo da un luogo). Ciondolo studiatovale a dire la forza di attrito durante il movimento lentocorpi e stabilito che questa forza non dipende dal'entità della velocità, ma solo la direzione del movimento.Il più piccolo è l'attrito volvente. Pertanto, quando si spostano oggetti pesanti (navi a terra, blocchi di pietra per la costruzione), le persone posizionano sotto di essi dei rulli (tronchi ordinari). Un oggetto rotondo (come un barile) è più facile da far rotolare che trascinare. Questa è anche la base per l'utilizzo dei cuscinetti nella tecnologia: a sfere e a rulli (Fig. 6).

Un altro esempio pratico sulle differenze nell'uso dei tipi di attrito: se un'auto frena scivolando (slittando), lo spazio di frenata è più lungo rispetto alla frenata rotolante, quando la ruota gira e la sua superficie aderisce bene al fondo stradale. Dovrebbero ricordarlo sia l'autista che i pedoni che attraversano la strada!

3. Quadro moderno dell'attrito

Come ha affermato in senso figurato uno dei fondatori della scienza dell'attrito, F. Bowden, "la sovrapposizione di due corpi solidi l'uno sull'altro è come la sovrapposizione delle Alpi svizzere invertite sulle Alpi austriache - l'area di contatto risulta essere molto piccolo” (Fig. 7). Le fotografie di varie superfici ottenute al microscopio confermano il confronto con le montagne (Fig. 8,9). Quando cercano di muoversi, le "cime delle montagne" appuntite si aggrappano l'una all'altra e schiacciano le loro cime. Quando si tenta di spostarsi in direzione orizzontale, un picco inizia a piegare l'altro, cioè cerca prima di spianare la strada (Fig. 10 a), quindi scivola lungo di essa (Fig. 10 b). Se tiri un corpo con un dinamometro a velocità costante, alloraSi scopre che il corpo stesso si muove a scatti. Dil movimento risulta essere oscillatorio: l'attaccamento e lo scorrimento si sostituiscono alternativamente.

4. Attenuazione delle vibrazioni

A volte è importante evitare movimenti a scatti. Ad esempio, un saldatore robot deve guidare agevolmente la saldatrice lungo il cordone di saldatura. Se si contrae, in un punto si verificherà un surriscaldamento e le piastre saldate saranno distorte, e nell'altro la saldatura non avverrà affatto, poiché il dispositivo salterà in avanti troppo rapidamente. Un modo per combattere questi cretini può essere l'attenuazione delle vibrazioni. Sotto l'influenza di vibrazioni rapide, l'attrito secco inizia ad assomigliare all'attrito liquido, poiché le particelle, a causa dello scuotimento, si toccano meno bene e il materiale sfuso costituito da particelle solide inizia a comportarsi come un liquido. E soprattutto può muoversi facilmente. E anche qui potrebbero esserci esempi negativi. Attraversando il lago Ladoga nelle tempestose giornate autunnali, alcune navi che trasportavano grano iniziarono a oscillare violentemente da un lato all'altro e si capovolsero. Si è scoperto che i progettisti credevano che il grano nella stiva sarebbe rimasto immobile a causa dell'attrito secco, intrecciando i singoli grani tra loro. Ma le vibrazioni hanno reso il materiale sfuso simile al liquido. Il grano cominciò a comportarsi come un liquido, accumulandosi durante il trasporto sul lato inclinato della nave, provocandone il capovolgimento. Una volta compreso l'effetto, le stive furono divise in compartimenti, come in quelle navi che trasportano veri liquidi.

5. Attrito fluido

Quando un corpo solido si muove in un liquido o in un gas, subisce l'azione della forza di resistenza del mezzo, che può essere considerata un tipo speciale di forza di attrito. Questa forza è diretta contro il movimento del corpo e lo rallenta. La caratteristica principale della forza di resistenza è che si manifesta solo quando il corpo si muove. Dipende dalla velocità del suo corpo, nonché dalla forma e dalle dimensioni. Ecco perché, ad esempio, le auto hanno una forma aerodinamica, soprattutto quelle da corsa. Inoltre, la forza di resistenza dipende dallo stato della superficie del corpo e dalla viscosità del mezzo in cui si muove. Nei liquidi e nei gas non esiste alcuna forza di attrito statico.

L'attrito liquido è molto inferiore all'attrito secco, poiché le molecole liquide possono facilmente muoversi l'una rispetto all'altra. Pertanto, il lubrificante viene utilizzato con successo per ridurre l'attrito.

5.1. Indossare. Lubrificazione

A causa dell'attrito, le parti dei meccanismi si consumano e le superfici vengono distrutte. Un metodo per combattere l'usura è la lubrificazione.In questo caso entrambe le superfici di sfregamento sono ricoperte da pellicole protettive di molecole lubrificanti.Il coefficiente di attrito è ridotto. Ciò accade perché mLe molecole di un liquido sono attratte tra loro meno fortemente delle molecole di un solido. Di conseguenza, se è presente del lubrificante tra le superfici di sfregamento, queste scivolano facilmente l'una rispetto all'altra.Attualmente in fase di sviluppopreparazioni che consentono, durante il funzionamento, senza smontare completamente componenti e assiemi, di ripristinare parzialmente parti usuratesuperfici di attrito aumentandone contemporaneamente la resistenza all'usura.

5.2. Acquaplaning

L'aquaplaning si presenta così: su una strada bagnata, il pneumatico scivola sull'acqua come un aliante, cioè il contatto della ruota con la strada scompare. L'auto perde il controllo. La ricerca ha scoperto che all'aumentare della velocità, davanti alla ruota appare una goccia d'acqua e sotto appare un cuneo d'acqua. All’aumentare della velocità, l’effetto aumenta. In questo caso l'auto non si muove sull'asfalto, ma come se “galleggiasse” sull'acqua (Fig. 11).

Oltre a studiare materiale teorico, gli autori del lavoro hanno condotto una serie di esperimenti che hanno permesso di determinare in modo indipendente Ftr e la dipendenza del coefficiente di attrito da determinate quantità o condizioni fisiche. Vedi i risultati in appendice.

Confronto delle forze di attrito statico, radente e volvente (Tabella 1). Foto.1,2.

Studio della dipendenza della forza di attrito dall'area di contatto. A questo scopo, nel secondo esperimento, il blocco è stato posizionato sull'altro lato (Tabella 2). Foto. 3.

La dipendenza della forza di attrito dal carico (peso del blocco e dei carichi) o comunque dalla forza di reazione del supporto N (Tabella 3).

Dipendenza dal tipo di sostanza e dalle condizioni di lavorazione di due superfici (Tabella 4-7).

Attrito Sida Ftr (o coefficiente di attrito ) è praticamente indipendente dalla velocità a basse velocità relative di movimento delle superfici in contatto. Ma secondo i materiali teorici studiati, con l'aumentare della velocità la forza di attrito diminuisce leggermente.

Conclusioni generali:

Forza di attrito Ftr è praticamente indipendente dall'area di contatto e dalla velocità (a basse velocità).

Forza di attrito Ftr dipende dal carico (N = P), dal tipo di sostanza e dalle condizioni di trattamento superficiale. Tipicamente, i valori del coefficiente di attrito vanno da 0,1 a 1,05 (0,1 1,05).

Il valore della forza di attrito in ordine decrescente: attrito statico, radente, volvente. F tr a riposo  F tr a velocità.  F tr kach.

7. Componente regionale

Nel settembre 2002, il ghiacciaio Kolka è scomparso nell'Ossezia del Nord. Il flusso di ghiaccio, pietra e fango è avanzato per quasi 20 km lungo la valle del fiume Genaldon ad una velocità di circa 150-200 km/h, distruggendo edifici, centri ricreativi e linee elettriche. Le principali ipotesi sulle cause di questo disastro sono che ci sia stato un movimento improvviso causato da un complesso di cause sismiche, vulcaniche e meteorologiche. Questo ghiacciaio appartiene alla categoria pulsante. Al momento del disastro non era ancora “maturo” per cadere. Ciò è stato confermato dai dati delle indagini spaziali. Le forze di attrito statico trattenevano quindi l'intera massa del ghiacciaio, ma a seguito di un influsso esterno, come un impatto o un'esplosione, sull'intera massa di neve si verificava un processo simile allo smorzamento delle vibrazioni. Diagramma del processo: impatto, le particelle si sollevano verso l'alto, il carico P diminuisce e quindi anche l'attrito diminuisce.

Quando alcuni corpi si muovono sulla superficie di altri si verifica l'attrito. Ciò si verifica quando la rugosità di una superficie si attacca alla rugosità di un'altra, o quando le superfici lisce iniziano ad aderire tra loro a causa dell'attrazione intermolecolare. Ma, come sai, Non esiste solo l’attrazione reciproca tra le molecole. Se le molecole si avvicinano troppo tra loro, si respingono. L'ipotesi è la seguente: placche litosferiche molto pesanti con continenti e sistemi montuosi esercitano una pressione così enorme sugli strati sottostanti che la repulsione delle molecole inizia a influenzarli. Ciò porta ad una mobilità aggiuntiva delle regioni caricate della placca, rispetto ai margini meno caricati e, quindi, meno mobili. Il risultato sarà l'impossibilità di movimento dell'intero complesso nel suo insieme. In questo caso, in singole aree appariranno carichi aggiuntivi che possono portare a terremoti che alleviano lo stress meccanico risultante.

9. Conclusione

Solo negli Stati Uniti, 1.000 ricercatori stanno attualmente lavorando su questo argomento e ogni anno vengono pubblicati più di 700 articoli nella scienza mondiale. Ma come ha argutamente notato il famoso fisico R. Feynman, tutte le nostre misurazioni per determinare i coefficienti di attrito sono in realtà una considerazione di casi di attrito “sporco su fango”. Microscopi di vari modelli mostrano la complessità del problema. La Figura 11 mostra un microscopio a forza atomica. Anche per lui c'è un problema, e cioè che nell'aria la superficie del campione è ricoperta di vapore acqueo spesso fino a 20-30 molecole. Pertanto, questo argomento consente a molti ricercatori di lavorarci su per molti anni a venire. E gli autori di questo lavoro sono riusciti non solo a condurre esperimenti standard e a verificare l'accuratezza delle informazioni già note sulla forza di attrito, ma anche ad esprimere le loro ipotesi scientifiche sul ruolo dell'attrito molecolare.

10. Letteratura

Agayan V. Dazen N. Cosa succede se l'attrito scompare? // Quantistici. N. 5. 1990.

Dombrovsky K.I. Isola di fisici inesperti. – M.: Letteratura per ragazzi, 1973.

Pervozvansky A.A. L'attrito è una forza familiare ma misteriosa.//Soros Educational Journal. N. 2.1998.

Peryškin A.V. Fisica – 7. – M..: Bustard, 2008.

Matveev A. Tribonics o una goccia di lubrificante.// Giovane tecnico, n. 1.1987.

Kravchuk A.S. Attrito."Scienze naturali moderne", T.Z.M.: Master - Press. 2000.

7. Solodushko d.C. Un esperimento sullo studio della forza di attrito.//Fisica a scuola. N.5.2001

La maggior parte delle persone, ricordando i propri anni scolastici, è sicura che la fisica sia una materia molto noiosa. Il corso include molti problemi e formule che non saranno utili a nessuno in età avanzata. Da un lato queste affermazioni sono vere, ma come ogni materia, anche la fisica ha un’altra faccia della medaglia. Ma non tutti lo scoprono da soli.

Molto dipende dall'insegnante

Forse la colpa è del nostro sistema educativo, o forse è tutta colpa dell'insegnante che pensa solo alla necessità di insegnare il materiale approvato dall'alto e non si sforza di interessare i suoi studenti. Molto spesso è lui la colpa. Tuttavia, se i bambini sono fortunati e la lezione viene tenuta da un insegnante che ama la sua materia, non solo potrà interessare gli studenti, ma li aiuterà anche a scoprire qualcosa di nuovo. Di conseguenza, i bambini inizieranno a divertirsi frequentando tali lezioni. Naturalmente, le formule sono parte integrante di questa materia accademica; non c'è scampo da essa. Ma ci sono anche aspetti positivi. Gli esperimenti sono di particolare interesse per gli scolari. Questo è ciò di cui parleremo più in dettaglio. Vedremo alcuni divertenti esperimenti di fisica che puoi fare con tuo figlio. Questo dovrebbe essere interessante non solo per lui, ma anche per te. È probabile che con l'aiuto di tali attività instillerai in tuo figlio un genuino interesse per l'apprendimento e la fisica "noiosa" diventerà la sua materia preferita. Non è affatto difficile da realizzare, richiederà pochissimi attributi, l'importante è che ci sia il desiderio. E forse allora potrai sostituire l’insegnante di scuola di tuo figlio.

Diamo un'occhiata ad alcuni interessanti esperimenti di fisica per i più piccoli, perché devi iniziare in piccolo.

Pesce di carta

Per condurre questo esperimento, dobbiamo ritagliare un pesciolino da carta spessa (può essere cartone), la cui lunghezza dovrebbe essere di 30-50 mm. Facciamo un foro rotondo al centro con un diametro di circa 10-15 mm. Successivamente, dal lato della coda, tagliamo un canale stretto (larghezza 3-4 mm) in un foro rotondo. Quindi versiamo l'acqua nella bacinella e posizioniamo lì con cura il nostro pesce in modo che un piano giaccia sull'acqua e il secondo rimanga asciutto. Ora devi versare dell'olio nel foro rotondo (puoi usare un barattolo di olio di una macchina da cucire o di una bicicletta). L'olio, cercando di diffondersi sulla superficie dell'acqua, scorrerà attraverso il canale tagliato e il pesce nuoterà in avanti sotto l'influenza dell'olio che scorre indietro.

Elefante e Moska

Continuiamo a condurre divertenti esperimenti di fisica con nostro figlio. Ti invitiamo a presentare a tuo figlio il concetto di leva e come aiuta a rendere più semplice il lavoro di una persona. Ad esempio, dicci che può essere utilizzato per sollevare facilmente un mobile pesante o un divano. E per chiarezza, mostra un esperimento di fisica di base utilizzando una leva. Per questo avremo bisogno di un righello, una matita e un paio di piccoli giocattoli, ma sempre di peso diverso (ecco perché abbiamo chiamato questo esperimento “Elefante e Carlino”). Attacciamo il nostro Elefante e Carlino alle diverse estremità del righello usando la plastilina o il filo normale (leghiamo semplicemente i giocattoli). Ora, se metti la parte centrale del righello su una matita, ovviamente l'elefante lo tirerà, perché è più pesante. Ma se sposti la matita verso l'elefante, Moska la supererà facilmente. Questo è il principio della leva finanziaria. Il righello (leva) poggia sulla matita: questo posto è il fulcro. Successivamente, si dovrebbe dire al bambino che questo principio è usato ovunque, è la base per il funzionamento di una gru, di un'altalena e persino delle forbici.

Esperimento domestico di fisica con inerzia

Avremo bisogno di un barattolo d'acqua e di una rete elettrica. Non sarà un segreto per nessuno che se capovolgi un barattolo aperto, ne uscirà acqua. Proviamo? Certo, è meglio uscire per questo. Mettiamo la lattina nella rete e iniziamo a farla oscillare dolcemente, aumentando gradualmente l'ampiezza e di conseguenza facciamo un giro completo: uno, due, tre e così via. L'acqua non fuoriesce. Interessante? Adesso facciamo defluire l'acqua. Per fare questo, prendi un barattolo di latta e fai un buco sul fondo. Lo mettiamo nella rete, lo riempiamo d'acqua e iniziamo a ruotare. Dal buco esce un ruscello. Quando la lattina è nella posizione più bassa, questo non sorprende nessuno, ma quando vola in alto, la fontana continua a scorrere nella stessa direzione e dal collo non esce una goccia. Questo è tutto. Tutto ciò può essere spiegato con il principio di inerzia. Quando ruota, la lattina tende a volare subito, ma la rete non la lascia andare e la costringe a descrivere dei cerchi. Anche l'acqua tende a volare per inerzia, e nel caso in cui abbiamo fatto un buco nel fondo, non c'è nulla che le impedisca di fuoriuscire e di muoversi in linea retta.

Scatola con sorpresa

Ora diamo un'occhiata agli esperimenti di fisica con lo spostamento: devi mettere una scatola di fiammiferi sul bordo del tavolo e spostarla lentamente. Nel momento in cui supererà la media, si verificherà una caduta. Cioè, la massa della parte spinta oltre il bordo del piano del tavolo supererà il peso della parte rimanente e la scatola si ribalterà. Ora spostiamo il centro di massa, ad esempio mettiamo un dado di metallo all'interno (il più vicino possibile al bordo). Resta solo da posizionare la scatola in modo tale che una piccola parte rimanga sul tavolo e la maggior parte sia sospesa nell'aria. Non ci sarà alcuna caduta. L'essenza di questo esperimento è che l'intera massa si trova al di sopra del fulcro. Questo principio è utilizzato anche ovunque. È grazie a lui se mobili, monumenti, trasporti e molto altro ancora sono in una posizione stabile. A proposito, anche il giocattolo per bambini Vanka-Vstanka è costruito secondo il principio dello spostamento del baricentro.

Quindi, continuiamo a guardare interessanti esperimenti di fisica, ma passiamo alla fase successiva: per gli studenti della prima media.

Giostra d'acqua

Avremo bisogno di un barattolo di latta vuoto, un martello, un chiodo e una corda. Usiamo un chiodo e un martello per praticare un foro nella parete laterale vicino al fondo. Successivamente, senza estrarre il chiodo dal foro, piegarlo di lato. È necessario che il foro sia obliquo. Ripetiamo la procedura sul secondo lato della lattina: devi assicurarti che i fori siano uno di fronte all'altro, ma i chiodi sono piegati in direzioni diverse. Facciamo altri due fori nella parte superiore della nave e vi infiliamo le estremità di una corda o di un filo spesso. Appendiamo il contenitore e lo riempiamo d'acqua. Dai fori inferiori inizieranno a sgorgare due fontane oblique e la giara inizierà a ruotare in senso opposto. I razzi spaziali funzionano secondo questo principio: la fiamma degli ugelli del motore spara in una direzione e il razzo vola nell'altra.

Esperimenti di fisica - 7a elementare

Conduciamo un esperimento con la densità di massa e scopriamo come far galleggiare un uovo. Gli esperimenti di fisica con densità diverse vengono eseguiti meglio utilizzando come esempio acqua dolce e salata. Prendi un barattolo pieno di acqua calda. Mettici dentro un uovo e affonderà immediatamente. Successivamente, aggiungi il sale da cucina all'acqua e mescola. L'uovo inizia a galleggiare e più sale, più salirà in alto. Questo perché l'acqua salata ha una densità maggiore dell'acqua dolce. Quindi, tutti sanno che nel Mar Morto (la sua acqua è la più salata) è quasi impossibile annegare. Come puoi vedere, gli esperimenti di fisica possono espandere significativamente gli orizzonti di tuo figlio.

e una bottiglia di plastica

Gli studenti della seconda media iniziano a studiare la pressione atmosferica e i suoi effetti sugli oggetti che ci circondano. Per esplorare questo argomento più a fondo, è meglio condurre esperimenti appropriati in fisica. La pressione atmosferica ci influenza, anche se rimane invisibile. Facciamo un esempio con un palloncino. Ognuno di noi può ingannarlo. Quindi lo metteremo in una bottiglia di plastica, metteremo i bordi sul collo e lo fisseremo. In questo modo l'aria potrà fluire solo nella sfera e la bottiglia diventerà un contenitore sigillato. Ora proviamo a gonfiare il palloncino. Non ci riusciremo, poiché la pressione atmosferica nella bottiglia non ce lo permetterà. Quando soffiamo, la palla inizia a spostare l'aria nel contenitore. E poiché la nostra bottiglia è sigillata, non ha nessun posto dove andare e inizia a restringersi, diventando così molto più densa dell'aria nella palla. Di conseguenza, il sistema è livellato ed è impossibile gonfiare il palloncino. Ora faremo un buco sul fondo e proveremo a gonfiare il palloncino. In questo caso non c'è resistenza, l'aria spostata lascia la bottiglia - la pressione atmosferica è equalizzata.

Conclusione

Come puoi vedere, gli esperimenti di fisica non sono affatto complicati e piuttosto interessanti. Cerca di interessare tuo figlio - e i suoi studi saranno completamente diversi, inizierà a frequentare le lezioni con piacere, il che alla fine influenzerà le sue prestazioni.