Физика · конспекты ★0
Физика › 7 класс › Взаимодействие тел

Тема 30Сила трения. Трение покоя

★★★
Термины темы — найди их в тексте:Сила тренияТочка приложенияНаправлениеШероховатости.Притяжение частиц.смазкойравномерноприжатобольшеплощадипочти не зависиткачения

Толкнутая машинка постепенно останавливается, качели перестают качаться. Раз скорость уменьшается, значит, на тела действует сила.

Машина тормозит. Колебания груза на пружине постепенно затухаютМашина тормозит. Колебания груза на пружине постепенно затухают
Машина тормозит. Колебания груза на пружине постепенно затухают Иллюстрация: light-fizika.ru
Определение

Сила трения — сила, которая возникает при соприкосновении тел и мешает их движению друг относительно друга. Обозначают F⃗тр\vec F_{\text{тр}}.

  • Точка приложения — поверхность соприкосновения.
  • Направление — против движения (или возможного движения).
Сила трения направлена против движения бруска
Сила трения направлена против движения бруска Иллюстрация: light-fizika.ru

Почему возникает трение

  1. Шероховатости. Любая поверхность под лупой — в бугорках и впадинах. Они цепляются друг за друга.
  2. Притяжение частиц. Если поверхности очень гладкие, их частицы сближаются так, что начинают притягиваться.
Шероховатые поверхности цепляются. Очень гладкие — «слипаются» за счёт притяжения частицШероховатые поверхности цепляются. Очень гладкие — «слипаются» за счёт притяжения частиц
Шероховатые поверхности цепляются. Очень гладкие — «слипаются» за счёт притяжения частиц Иллюстрация: light-fizika.ru

Трение уменьшают смазкой: она заполняет промежуток и разделяет поверхности.

Смазка разделяет трущиеся поверхности
Смазка разделяет трущиеся поверхности Иллюстрация: light-fizika.ru

Виды трения

Трение движения (скольжения, качения) и трение покоя
Трение движения (скольжения, качения) и трение покоя Иллюстрация: light-fizika.ru
ВидКогда возникаетПример
скольженияодно тело скользит по другомусанки по снегу
качениятело катитсяколёса по дороге
покоятело пытаются сдвинуть, но оно стоитшкаф не сдвигается

Измерение силы трения

Прицепим к бруску динамометр и будем тянуть равномерно. Тогда сила тяги равна силе трения, и динамометр покажет силу трения скольжения.

Динамометр при равномерном движении показывает силу трения
Динамометр при равномерном движении показывает силу трения Иллюстрация: light-fizika.ru
Опыт показывает
  • Чем сильнее тело прижато к поверхности (больше вес), тем больше трение.
  • От площади соприкосновения сила трения почти не зависит.
  • Трение качения гораздо меньше трения скольжения.
Брусок на катках: трение качения меньше трения скольжения
Брусок на катках: трение качения меньше трения скольжения Иллюстрация: light-fizika.ru

Трение покоя

Брусок на наклонной доске не сползает — его держит трение покоя. Толкаем тяжёлый шкаф — а он стоит: трение покоя растёт вместе с нашей силой, пока не достигнет предела. Потом шкаф сдвигается.

Трение покоя удерживает брусок на наклонной доске и шкаф на полуТрение покоя удерживает брусок на наклонной доске и шкаф на полу
Трение покоя удерживает брусок на наклонной доске и шкаф на полу Иллюстрация: light-fizika.ru
Сила трения покоя растёт вместе с приложенной силой
Сила трения покоя растёт вместе с приложенной силой Иллюстрация: light-fizika.ru
Образ для запоминания

Трение — «липучка»: чем сильнее прижали, тем крепче держит; колёса — «обман липучки» (качение вместо скольжения); смазка — «плёнка между липучками».

⚗ Мини-опыт

Плавно увеличивайте силу тяги. При какой силе брусок сдвинется? Сравните дерево, лёд и резину; добавьте массу бруску.

▶ Симуляция PhET

В «Силах и движении» на экране «Трение» толкайте ящик и меняйте трение. В «Трении» потрите книги друг о друга и посмотрите, что происходит с частицами.

Силы и движение: основыОткрыть ↗
ТрениеОткрыть ↗

Симуляция: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, лицензия CC BY-NC 4.0 (phet.colorado.edu); русский перевод интерфейса.

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1Как направлена сила трения?
Трение мешает движению.
2Какое трение меньше всего?
Поэтому изобрели колесо и подшипники.
3На брусок поставили груз. Как изменилась сила трения скольжения?
Брусок сильнее прижат к поверхности.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. Назовите две причины трения.

    Ответ

    Шероховатости поверхностей и притяжение частиц при очень гладких поверхностях.

    Как получилось?
  2. Назовите три вида трения.

    Ответ

    Скольжения, качения, покоя.

    Как получилось?
  3. Как измерить силу трения скольжения?

    Ответ

    Тянуть брусок динамометром равномерно — показание равно силе трения.

    Как получилось?
  4. Зачем трущиеся детали машин смазывают маслом?

    Ответ

    Смазка разделяет поверхности и уменьшает трение.

    Как получилось?
  5. Брусок тянут равномерно с силой 2 Н. Чему равна сила трения?

    Ответ

    2 Н: при равномерном движении силы уравновешены.

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. Зимой тротуары посыпают песком. Зачем?

    Ответ

    Песок увеличивает шероховатость и трение, обувь меньше скользит.

    Как получилось?
  2. Шкаф толкают с силой 100 Н, но он не сдвигается. Чему равна сила трения покоя?

    Ответ

    100 Н: шкаф покоится, сила трения покоя уравновешивает силу толчка.

    Как получилось?
  3. Представьте, что трение исчезло. Приведите три последствия.

    Ответ

    Например: нельзя было бы ходить (ноги скользят), развязались бы все узлы, машины не могли бы ни тронуться, ни затормозить.

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Сила трения
Направлена против движения; приложена к поверхности соприкосновения.
Виды трения
Скольжения, качения (меньше всего), покоя.
От чего зависит трение
Растёт с силой прижатия; от площади почти не зависит.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.