Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 8 клас. Повні уроки>>Фізика: Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Повні уроки

Тема уроку

• Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання

Мета уроку

• Сформувати поняття тертя, сили тертя, визначити коефіцієнт тертя ковзання

Задачі уроку

• 1.    Вивчити поняття «Тертя».
• 2.    Вивчити поняття «Сила тертя».
• 3.    Розглянути ці поняття на конкретних прикладах.
• 4.    Визначити коефіцієнт тертя ковзання.

Основні терміни

• Тертя – це взаємодія, що виникає при стиканні одного тіла з іншим, і перешкоджає їх відносному руху.
• Сила тертя – це сила, що виникає при русі одного тіла по поверхні іншого, що прикладена до тіла, що рухається, та направлена проти руху.
• Сила тертя ковзання – це сила, що виникає при ковзанні одного тіла по поверхні іншого.
• Сила тертя кочення – це сила, що виникає при коченні одного предмету по поверхні іншого.
• Сила тертя спокою – це сила, що виникає, коли тіло знаходиться в стані спокою на нахильній поверхныі і тримається на ній.

План уроку

• 1.    Тертя. Сила тертя.
• 2.    Види сили тертя. Коефіцієнт тертя ковзання.
• 3.    Домашнє завдання.

Хід уроку

Тертя. Сила тертя.

Санки, з’їхавши з гори, і їдуть по горизонтальній поверхні нерівномірно, швидкість їх зменшується, і вони поступово зупиняються. Велосипед зупиняється, коли велосипедист перестає крутити педалі. Що ж відбувається? Причиною будь-якої зміни швидкості (в даному випадку зменшення) є сила.

Взаємодія, що виникла при стиканні одного тіла з іншим, та перешкоджає їх відносному руху, називається тертям. А сила, що характеризує цю взаємодію, називається силою тертя.

Чому ж виникає сила тертя?

Сила тертя виникає тому, що поверхня будь- якого тіла має різні нерівності, виступи і западини. Коли одне тіло рухається по поверхні іношого, то нерівності перешкоджають цьому рухові.

Однак природа тертя набагато складніша. Тертя можна зменшити, якщо відполірувати поверхні тіл, які перебувають у взаємодії.  Оскільки розміри нерівностей стануть значно меншими, то зменшить й тертя. Однак завжди настає момент, коли подальше полірування поверхонь не зменшує силу тертя, а навпаки,  вона починає збільшуватися. Причиною цього є те, що під час полірування поверхонь відстань між верхніми шарами молекул тіл, що контактують, стає все меншою. І коли ця відстань зменшується настільки, що між молекулами обох поверхонь виникає сила взаємного, сила тертя збільшується.

Це добре проілюструє

Відео №1 «Ковзання гладкого тіла»

Отже, сила тертя виникає в результаті того, що тіла мають нерівності у вигляді хвилястостей та шорхостей.

Мал.2 Природа сили тертя

Силу тертя можна зменшити в багато разів, якщо ввести між поверхнями, що труться, змазку. Шар змазки роз’єднує поверхні тіл, що труться. В цьому випадку стикаються не поверхні тіл, а шари змазки. Змазка ж в більшості випадків рідка, а тертя шарів рідни менше, ніж твердих поверхонь

Контролюючий блок 1

• 1.    Що таке тертя?
• 2.    Що таке сила тертя?
• 3.    В результаті чого виникає сила тертя?

Види сили тертя. Коефіцієнт тертя ковзання.

Протидіяти будь-якому руху – це головне завдання сили тертя. Заважати зрушити з місця, заважати ковзати, заважати котитися, заважати пливти — для сили тертя більшої радості немає. Тому і кажуть про існування сили тертя спокою, сили тертя ковзання, сили тертя кочення.

При ковзанні одного тіла по поверхні іншому, виникає тертя, яке називають тертям ковзання. Таке тертя, наприклад, виникає при русі саней чи лиж по снігу.

Якщо ж тіло не ковзає, а котиться по поверхні іншого, то тертя, що виникає при цьому, називають тертям кочення. Так при русі коліс вагону або автомобіля, або при перекочуванні колоди по землі  виникає сила тертя кочення. Це проілюструє

відео №2 «Сила тертя кочення».

Ми розглянули сили тертя, що виникають при русі одного тіла по поверхні іншого. Та чи можна говорити про силу тертя між твердими тілами, що стикаються, якщо вони знаходяться у стані покою.

Коли тіло знаходиться в стані покою на похилій плоскості, воно тримається на ній силою тертя. Дійсно, якщо б не було тертя, то тіло б під дією сили тяжіння ковзнуло би вниз на нахильній плоскості.  Розглянемо випадок, коли тіло знаходить в стані покою на горизонтальній поверхні. Наприклад, на полу стоїть шафа, спробуємо її пересунути.  Якщо на шафу натиснути несильно, то вона не зрушить з місця. Чому? Тому що сила в даному випадку урівноважується силою тертя між підлогою та ніжками шафи. Тому що ця сила існує між тілами, що знаходяться в стані покою, один відносно іншого, то цю силу називають силою тертя покою.

Сила якого тертя більша? Чому?

Відповідь на це питання добре проілюструє

Відео №3 «Порівняння сили тертя ковзання, тертя кочення та тертя спокою»

Отже, тертя спокою завжди більше ніж тертя ковзання, а тертя ковзання більше ніж тертя кочення. Тому, щоб пересунути важкий предмет, його простіше котити ніж штовхати.

Коефіцієнт тертя – це величина, що характеризує матеріал та ступінь обробки поверхні.

Тобто, коефіцієнт тертя µ є основною характеристикою тертя, і визначається матеріалами, з яких виготовлені поверхні тіл, що взаємодіють.

В залежності від виду переміщення одного тіла по іншому розрізняють:

•    Коефіцієнт тертя при ковзанні
•    Коефіцієнт тертя при коченні.
В свою чергу при ковзанні в залежності від величини тангенційної (сила, що діє на тіло в напрямку дотичної до кривої траєкторії) сили розрізняють:
•    Коефіцієнт неповного тертя ковзання
•    Коефіцієнт тертя спокою
•    Коефіцієнт тертя ковзання.

Всі ці коефіцієнти тертя можуть змінюватися в широких межах в залежності від  ступеня нерівності поверхні, характеру плівок, що покрівають поверхню.

Контролюючий блок 2

• 1.    Які види сили тертя ви вивчили? Навести приклади
• 2.    Яка сила більша тертя ковзання чи тертя кочення?
• 3.    Що таке коефіцієнт тертя?
• 4.    За якою формулою вираховується коефіцієнт тертя ковзання?

Домашнє завдання

• 1.    Наведіть позитивні приклади (не менше 5) тертя в повсякденному житті.
• 2.    Наведіть негативні (не менше 5) приклади тертя.
• 3.    Як можна зменшити тертя.
• 4.    Намалювати схему видів тертя. Для кожного виду навести по три приклади.

Цікаво знати

Леонардо да Вінчи займався багатьма питаннями деталей машин, тертя та зносу. В процесі своїх досліджень він виявив, що існує відношення між навантаженням та силою тертя. Він також вивив перші закони сухого тертя, сутність яких в наступному:
•    Сила тертя прямо пропорційна навантаженню.
•    Сила тертя не залежить від видимої (номінальної) плоці контакту.
•    Сила тертя не залежить від швидкості ковзання

Приміняючи ці результати, він встановив:
•    Перевагу кочення перед ковзанням.
•    Перевагу лінійного/точечного контакту перед контактом по площі
•    Перевагу забезпечення відстані між тілами кочення в підшипниках кочення.

Список літератури

1.    Урок на тему: «Сила трения» Попова И.А., учитель физики, г.Белово, МОУ СОШ №30.
2.    Урок на тему: «Сила трения» Мингазова М.В., учитель физики, г.набережные Челны, МОУ СОШ №24 с углубленным изучением предметов.
3.    Перышкин А.В. Физика. Учебник для общеобразовательных учебных заведений 7 класс. – М.,  ОАО «Московские учебники», 2008

Відредаговано та вислано Борисенко І.М.

Над уроком працювали

Попова И.А.

Мингазова М.В.

Борисенко І.М.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.