Тезисы проектной работы Зависимость силы трения скольжения от рода соприкасающихся поверхностей

Зависимость силы трения скольжения от рода соприкасающихся поверхностей

Меркель Алина

МБОУ г. Иркутска лицей №3,9 класс

Руководитель: Чащина В.А. учитель физики МБОУ г. Иркутска лицей №3

Наша жизнь связана с движением в сопротивляющихся средах: по суше, воздуху и воде. Трение - неизбежный спутник множества окружающих нас явлений. Поэтому трение тайно и явно присутствует повсюду, накладывая свой особый отпечаток буквально на все виды нашей жизнедеятельности и играя при этом иногда полезную, а иногда и вредную роль. Характерно, что трение всегда пытается помешать любому перемещению тела относительно среды. Это помогает человеку передвигаться по суше, воде и воздуху с нарастающей скоростью, но при этом тратится энергия.

Сила трения - это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей. Сила трения зависит от материала трущихся поверхностей и от того, насколько сильно эти поверхности прижаты друг к другу.

Цель работы: экспериментально определить коэффициент трения подошвы школьной обуви.

Задачи работы: более подробно изучить понятие сила трения и ее проявления; экспериментально установить от чего зависит сила трения скольжения; определить: на подошве из какого материала обувь будет более удобна и безопасна для детей в школе.

Трение скольжения возникает при скольжении одного твёрдого тела по поверхности другого. Значение коэффициент трения скольжения зависит от того, из каких веществ изготовлены трущиеся поверхности и от качества их обработки. Если сделать поверхности белее гладкими, значение коэффициента трения скольжения уменьшится. Но уменьшать шероховатость поверхностей можно лишь до определённого предела, так как при очень гладких поверхностях значение коэффициента трения скольжения вновь увеличивается. Это связано с тем, что молекулы тел с гладкими поверхностями близко подходят друг к другу и силы молекулярного притяжения между ними вызывают «прилипание» тел, препятствующее их скольжению. Поэтому причинами трения являются: взаимное притяжение молекул, шероховатости поверхностей.

В эксперименте изучалось влияние силы давления, рода соприкасающихся поверхностей на величину силы трения скольжения.

№

Название оборудования

1

Регистратор данных (DL120)

2

Датчик силы(PTS106)

3

Штатив разборный металлический(PCB1001.1-PCB1001.5)

4

Набор деревянных брусков(PT2011.16)

5

Пластина(PS2021.2)

6

Набор разновесов(PT2011.6A-PT2011.9A)

7

Ботинок с резиновой подошвой

№ опыта

Вид поверхности, по которой скользит ботинок с резиновой подошвой

Сила трения скольжения, Н

1

Линолеум

0,7

2

Кафельная плитка

0,5

3

Ковер

1,4

4

Паркет

0,9

№ опыта

Вид поверхности, по которой скользит ботинок с полиуретановой подошвой

Сила трения скольжения, Н

1

Линолеум

1,1

2

Кафельная плитка

0,9

3

Ковер

1,7

4

Паркет

1,2

Анализ полученных литературных и экспериментальных данных позволяет заключить, что:

1. В жизни человека, природе и технике трение имеет большое значение. В одних случаях трение может быть полезным и его стараются увеличить, в других случаях трение может быть вредным и тогда его стремятся уменьшить. Для увеличения силы трения: используются специальные материалы, увеличение нагрузки; для уменьшения силы трения используется шлифовка трущихся поверхностей, применение смазки, замена трения скольжения трением качения, уменьшение нагрузки, придание обтекаемой формы движущемуся телу.

2. Чем больше сила давления, тем больше величина силы трения скольжения, следовательно, сила трения скольжения прямо пропорциональна силе давления.

3. Чем меньше шероховатостей имеют поверхности, тем меньшая сила трения скольжения, возникает между ними и тем меньше коэффициент трения скольжения.

Таким образом, величина силы трения скольжения прямо пропорциональна силе давления, зависит от рода соприкасающихся поверхностей (качества обработки поверхностей).

При проведении эксперимента, с использованием цифрового оборудования, было установлено, что подошва обуви, изготовленная из разных материалов, имеет разную силу трения (коэффициент трения) на различных поверхностях. При выборе обуви следует учитывать особенности подошв и погодных условий, в которых вы будете носить данную обувь. Обувь на резиновой подошве (кеды), при соприкосновении с кафельной плиткой, имеет наименьшую силу трения. В классах и коридорах лицея кафельный пол, необходимо помнить, что кеды будут скользить, особенно после влажной уборки. Замена линолеумной поверхности на напольную плитку уменьшила трение незначительно для всех видов подошв. Мы предполагаем, что это связано с новизной плитки и через некоторое время трение подошв обуви о напольную плиточную поверхность увеличится.

Сменную обувь для школы следует покупать на полиуретановой подошве, так как она имеет наибольший коэффициент трения по различным поверхностям, и это поможет избежать падений и травм. Также полиуретан обладает хорошей устойчивостью к различным температурам и прочностью.