În viața de zi cu zi ne confruntăm în fiecare zi cu ceva despre adevărata natură despre care practic nimic nu este cunoscut. Forța de frecare este unul dintre cele mai frecvente fenomene de pe Pământ, fără să existe o singură mișcare. Și, desigur, forța de frecare joacă un rol important în viața noastră.
Lumea din jurul nostru este în mișcare continuă. Cea mai simplă formă a acestei mișcări este mișcarea mecanică. În fluxurile de apă de râu, pe care plutește barca ta, norii cerului rulează, și printre ele, păsările zboară și aeronava, pe drumurile de masini de curse, iar trenul pe șine. Dar în toate aceste manifestări ale mișcării există o caracteristică comună - pentru toate aceste mișcări corpurile sunt în contact cu oricare alt corp sau cu mediul. Un astfel de contact nu poate decât să afecteze mișcarea.
De exemplu, atunci când saniele se rostogolesc pe zăpadă, ele se opresc sub influența forței de frecare, chiar dacă nu există nereguli și obstacole pe drum. În același mod, mingea, biliardul, cilindrul și mingea pentru copii se opresc. Prin patinatorii frecare dans pe gheata, efectuarea piruete complicate, datorită lui ca oamenii umblă pe pământ și nu se încadrează în jos, stau în apartamente în dulapuri și dulapuri pline cu ustensile de uz casnic, curg râuri, conduc mașini, nu ies din pereții cuie forjata.
Cu toate acestea, datorită existenței frecării, tracțiunea este necesară pentru a susține mișcarea. Și la acțiunea sa se cheltuiește lucrarea care pentru nimic nu este dată, că pentru a primi este necesar să cheltuiți orice fel de energie care să fie irosită.
Cauzează frecare și un alt fenomen neplăcut - uzură. Infracțiunea de uzură rapidă a pantofilor este exact așa. Atunci când mersul pe tălpi se freacă de suprafața pământului, pietre, trotuar, pardoseală, beton. Frecarea determină uzura suprafețelor de frecare. Dar nu numai tălpile, ci și pietrele sunt șterse. Un exemplu al pasului casei vechi este în mijloc, în cazul în care acestea pas mai des, au fost demolate și a pierdut forma lor originală. Din cauza uzurii, lagărele, inelele din cilindrii motoarelor și chiar detaliile ceasului sunt, de asemenea, șterse. Nu frica, lucrurile ar fi mult mai durabile.
Fricțiunea este procesul de interacțiune a solidelor în mișcarea lor relativă (deplasare) sau atunci când se deplasează un corp rigid într-un mediu lichid sau gazos.
În prezența mișcării relative a celor două corpuri de contact, forțele de fricțiune care apar în timpul interacțiunii lor pot fi împărțite în:
* Fricțiune prin alunecare - forța care apare atunci când unul dintre corpurile interacționate se mișcă relativ față de celălalt și acționează pe acest corp în direcția opusă direcției de alunecare;
* Frectia de rulare - momentul fortelor. Apare atunci când unul dintre cele două corpuri interacționante se rotește relativ la celălalt și contracarează rotația corpului în mișcare;
În absența unei mișcări relative a celor două corpuri de contact și a prezenței forțelor care tinde să efectueze o astfel de mișcare, într-o serie de situații
* Frecarea de odihnă este forța care are loc între două corpuri de contact și previne apariția unei mișcări relative. Această forță trebuie depășită pentru a aduce cele două corpuri de contact în mișcare unul față de celălalt. Acționează în direcția opusă direcției de mișcare posibilă.
În fizică, fricțiunea este împărțită în:
* uscat, atunci când solidele care interacționează nu sunt separate de alte straturi / unsori - un caz foarte rar în practică. O trăsătură caracteristică distinctivă a fricțiunii uscate este prezența unei forțe de frecare considerabile de odihnă.
* lichid (vâscos). atunci când interacționează corpurile separate printr-un strat de lichid sau gaz (lubrifiant), de grosimi diferite - de obicei întâlnite în frecarea de rulare atunci când solidele sunt scufundate în lichid.
* amestecat, atunci când zona de contact conține zone de frecare uscată și lichidă;
* Limita, când în straturile de contact și pot conține porțiuni de natură diferită (peliculă de oxid, lichid, etc ...) - cel mai frecvent cazul de alunecare.
Cea mai mare este forța de fricțiune de repaus, forța de frecare alunecoasă este mai mică decât ea, iar cea mai mică este forța de frecare a laminării.
Folosind frecare de către o persoană
Din adâncimi de secole
Pentru prima dată, o persoană a aplicat în mod conștient fricțiunea.
Pentru a obține focul, oamenii au luat un baston ascuțit de lemn, odihnindu-l într-un bloc din lemn și repede rotit. În același timp, datorită fricțiunii, căldura a fost generată, iar mușchiul uscat pus în gaura a explodat. Multe metode moderne de a obține foc sunt, de asemenea, asociate cu frecare.
Roata este recunoscută în întreaga lume drept cea mai veche și cea mai importantă invenție a omenirii. Apariția lui este atribuită erei vechiului Sumer din Mesopotamia, în secolul al V-lea î.Hr. Inițial erau roți de ceramică. Două secole mai târziu, în secolul al III-lea î.Hr. e. Roata a ajuns în India și Pakistan și sa răspândit în toată valea indiană.
Unii oameni de știință încearcă să demonstreze că roata a fost inventată în Europa. Teoria lor, ei explica trasee dificile în văi, precum și o producție permanentă de pădure - care este, cred ei, ar putea servi ca un excelent supratonuri la inventarea roții ca vehicul. Notificările cronologice ale vehiculelor cu roți din Europa sugerează că aici a apărut nu mai târziu de al patrulea mileniu î.Hr. Din cauza migrațiilor nomade și roata de învățat în Marea Caspică și Marea Neagră, și de acolo a ajuns în Mesopotamia, la sfârșitul celui de al patrulea mileniu. Acest lucru servește ca o explicație pentru faptul că în Orientul Mijlociu nu sa descoperit nici o urmă de dezvoltare a vehiculelor cu roți, deși există mai multe specii absolut diferite.
Roțile timpurii erau un disc simplu de lemn cu o gaură pentru axă. Datorită naturii structurii arborescentă a secțiunii orizontale a cilindrului nu este potrivit pentru afaceri, deoarece el nu ar suporta o sarcină grea, atât de folosit la fabricarea barelor, tăiate în lungime.
Dar care este motivul apariției roții?
Primele sarcini grele doar târât pe teren, dar apoi oamenii au observat că mutarea netedă obiecte mai ușor decât dur, astfel încât mărfurile au început să pună pe o pereche de busteni netede. Sagezele au apărut. În curând, oamenii au observat că este mai ușor să poarte o sanie dacă este necesar să se pună niște role rotunde sub ele. Dar a fost foarte inconvenient să se transporte cu role, pentru că trebuiau să fie în mod constant mutate înainte. Patinele de patinaj nu se rostogoleau, începuseră să fie atașate de sanie, făcând în șanțuri canelurile. Deci, rolele au început să se transforme în roți, și sănii - în căruțe: căruțe, căruțe, căruțe, adică în căruțe pe roți.
De ce este gheața alunecoasă?
Cum frumos cuplu pe diapozitiv gheață, care desfășoară diverse mișcări complexe, la fel de interesante pentru a le viziona, dar este frumos să se rostogolească, obtinerea în vânt îmbrățișează.
Dar de ce toate acestea au devenit posibile? Și de ce să batem pe gheață, și nu pe pahar și nu pe podea?
Lucrul este că putem aluneca, să spunem, nu pe gheață, ci pe apă. Când mutați gheața sub patine se topește și formează un strat subțire de apă.
Cauza acestui fenomen oamenii de știință iau din nou în considerare fricțiunea.
Între gheață și patine se dezvoltă o frecare puternică și, ca de obicei, cu frecare, se eliberează căldură, sub influența căruia se topește gheața. Se pare că se lubretează.
Dar nu numai gheața se poate lubrifia. La schi, apare același fenomen. Zăpada de sub schiuri se topește în unele locuri, iar schiurile se alunecă abia de-a lungul stratului apărut de apă. Pe uscat> apa, zăpada nu este atât de ușor de alunecat deloc. Acest lucru se observă în special în cazul înghețului sever. Exploratorii polari, care trebuiau să lucreze în înghețuri de 30-40 de grade, ne-au spus că în astfel de condiții, schiurile>. Se întâmplă deoarece, într-o astfel de îngheț, zăpada nu se topește sub schiuri și este necesar să alunece pe zăpadă uscată.
Frecarea pistoanelor care alunecă de-a lungul pereților cilindrilor motorului scade cu timpul. Motivul pentru aceasta este că, atunci când este încălzit din fontă cilindru de perete, carbonul conținut în orice fontă iese în evidență pe suprafața unui film subțire de grafit - substanță neagră genial din care face creion de plumb. Acest grafit joacă rolul de lubrifiant. Particulele sale ușor alunecă unul peste celălalt, reducând frecare alunecătoare.
Dar, de asemenea, omul folosește un lubrifiant artificial, de exemplu, pentru a reduce în continuare fricțiunea schiurilor pe zăpadă, suprafața lor fiind lubrifiată cu un unguent special. Frecarea zăpezii uscate pe stratul de lubrifiant este mai mică decât schiurile din lemn.
Dar nu întotdeauna că gheața alunecoasă servește în beneficiul unei persoane, adesea din acest motiv, poate suferi leziuni de o severitate variată. Cât de des sunt supuși oamenilor înaintea ochilor noștri. De ce se întâmplă acest lucru? Faptul este că atunci când o persoană merge pe gheață, forța de frecare dintre talpa pantofilor și gheața este foarte mică și devine destul de greu să stai pe picioare.
Dependența forței de frecare de pe suprafață.
Scop: determinarea dependenței forței de frecare de suprafață.
Echipament: dinamometru, bar din lemn, trei tipuri de suprafață: nazhdachka, lemn, plastic.
1) Bar din lemn pe nazhdachke
2) Bar din lemn pe o suprafață din lemn. F = 0,2H
4) Bar din lemn pe plastic.
Pentru a vizualiza rezultatele obținute, a fost compilată o diagramă.
Forța de frecare depinde de suprafața de-a lungul căreia se deplasează corpul: cu cât este mai groasă suprafața, cu atât este mai mare forța de frecare.
Determinarea coeficientului de frecare (μ).
μ = FN; μ = FP a barei m = 80 g = 0,08 kg; P = mg; P = 0,08kg * 10H \ kg = 0,8N
1) μ1 = 0,5H0. 8H = 0,6
2) μ2 = 0,2H0,8H = 0,25
3) μ3 = 0,1H0,8H = 0,125
Analizând valorile obținute ale coeficientului de frecare (μ), putem concluziona că μ caracterizează suprafața. Astfel, cu cât valoarea lui μ este mai mare, cu atât forța de frecare este mai mare.
Forța de forță față de sarcină
Scop: determinarea forței de frecare față de sarcină.
Echipamente: un dinamometru, un bar din lemn, trei încărcături cu o masă de 100 de grame.
1) Bar fără încărcătură.
2) O bară cu o încărcătură egală cu 100 g
F = (0,7 H + 0,4 H): 2 = 0,55 H
3) O bară cu o încărcătură egală cu 200 g
4) O bară cu o încărcătură egală cu 300 g F = (0,9H + 0,7H): 2 = 0,8H
Pentru a vizualiza rezultatele obținute, a fost compilată o diagramă.
Forța de frecare depinde de sarcina exercitată asupra corpului: cu cât este mai mare sarcina, cu atât este mai mare forța de frecare.
1) Nu alerga în jurul podelele spălate și alte suprafețe alunecoase, deoarece mai netezimea suprafeței, mai puțin forța de frecare, astfel încât să alunece și să cadă, provocând astfel leziuni diverse.
2) Când călătoriți pe suprafețe alunecoase, este mai bine să măriți forța de frecare, mărind sarcina, deoarece aceste cantități sunt direct proporționale.
3) Când se deplasează un obiect greu, se recomandă așezarea obiectelor rotunde, de exemplu busteni, în calea de mișcare, deoarece forța de frecare a laminării este mai mică decât forța de frecare alunecoasă.
4) La aceeași mașină, forța de frecare, dimpotrivă, ar trebui să fie mărită, deci merită turnarea pietrelor și pietrișului.
5) Pentru a crește longevitatea diferitelor lucruri, puteți utiliza un lubrifiant, deoarece reduce forța de frecare.
6) Pentru a mări forța de frecare, de exemplu, pe drumuri în timpul iernii, nisipul și sarea ar trebui folosite pentru a face suprafața mai dură și, prin urmare, pentru a mări forța de frecare.
7) Nu încercați să deschideți sau să luați ceva cu mâinile umede și săpun, deoarece din cauza cantității mici de frecare, acțiunile nu vor fi posibile.
După analizarea literaturii și efectuarea de experimente, nu putem spune clar dacă prietenul este o forță de fricțiune sau un inamic.
Pe de o parte, forța de frecare este un prieten. La urma urmei, fără prezența forței de frecare, oamenii pur și simplu nu s-au putut mișca, ar cădea în mod constant și nu se puteau ridica. O astfel de stare de neajutorare este descrisă de o vorbă.
Diferitele mașini nu se puteau mișca fără frecare. Motorul antrenează roțile motoare spate ale mașinii în mișcare și provoacă să se rotească fără frecare nu se va construi pe drum, conduce o mașină, și>, așa cum se întâmplă în iarna pe gheață alunecos. Dar chiar dacă o persoană ar fi găsit o cale de a-și pune mașina în mișcare, el pur și simplu nu a reușit, pentru că nu poate nici să se întoarcă, nici să încetinească.
În plus față de incapacitatea de a muta acolo, iar celălalt - incapacitatea de a face sau de a construi ceva, pentru că toate bolțuri, șuruburi, bolțuri, cuie, păstrează numai datorită prezenței de frecare. Nimic nu se putea restrânge pe Pământ, coborând în mod constant și alunecând, fără dulap, fără masă, fără carte.
Dispariția vieții de frecare lichidă de pe planeta noastră ar deveni și mai dificilă. Pământul este încălzit inegal de soare, astfel încât densitatea aerului pe diferite părți ale suprafeței sale este diferită. Aerul mai dens și mai răcitor deplasează aerul cald și creează o mișcare a vântului. În prezența fricțiunii interne, mișcarea aerului este inhibată și vântul treptat dispare. Într-o lume în care nu exista nici o fricțiune, vântul ar lovi cu putere, nu se abate și cu viteză și putere incredibile.
râuri de munte nu sunt inhibate la un râu și în partea de jos, astfel încât apa este curgea la mai rapid și mai repede, erodarea și distrugerea stâncilor, în timp ce s-ar fi căzut bolovani, provocând valuri care, la rândul lor, nu ar Abate din nou de pentru lipsa de frecare, internă și pe țărm și de jos. Și ce putem spune despre valurile uriașe care apar în mări și oceane, fără a scădea, ar provoca daune mari și distrugeri.
Dar, pe de altă parte, datorită forței de frecare pe care talpa de pe pantofi este uzată, treptele, pietrele și chiar mecanismele ceasului sunt șterse. Nu fiți fricți, toate lucrurile noastre ar fi mult mai durabile.
În plus, frecare inhibă mișcarea și chiar oprește, fără a fi nevoie de frecare, mașinile ar putea conduce cu motorul oprit, purtând doar rularea de-a lungul drumului. Pentru a depăși fricțiunea, este nevoie de o cantitate mare de energie, dar munca petrecută pentru depășirea acesteia se disipează în apă și aer și persoana nu o poate folosi din nou.
Astfel, fricțiunea este o parte integrantă a vieții noastre, iar existența fără ea este imposibilă, dar pe măsură ce fricțiunea poate aduce omului și rău, poate fi mărită și redusă în funcție de situație.
Ipoteza nr. 1, avansată, nu a fost confirmată, deoarece fricțiunea este atât un prieten, cât și un dușman al omului. Ipotezele nr. 2 și 3 au fost confirmate în experimente.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: