Проект на тема "Силата на триене: плюсове и минуси"

Раздели: Физика

Един от проблемите на съвременното училище е спадът в интереса към физиката. Зададох си въпроса: Какви средства може да използва учителят, за да формира позитивното отношение на учениците към предмета, да събуди познавателния им интерес към знанието? Възможно е да се предложи такава схема за повишаване на ентусиазма на учениците по темата: от любопитство до изненада, от него до активно любопитство и желание да се учи, от тях до солидни знания и научни изследвания.

Новостта, непосредственият интерес и емоционалната привлекателност предизвикват преди всичко неволно внимание. От своя страна неволното внимание предизвиква неволно запаметяване. Всеки учител е наясно, че когато проверява домашната работа, ученикът, отговаряйки на поставения въпрос, започва с описанието на опита, който е видял в предишния урок. Визуалните изображения на демонстрационни експерименти се съхраняват в паметта и служат като ориентири, опори, въз основа на които се възстановява останалата част от изучавания учебен материал.

Напълно съм съгласен с психолозите, които посочват, че сложният визуален материал се запомня по-добре от описанието му. Следователно демонстрацията на експерименти се запечатва в паметта на учениците много по-добре от историята на учителя за физическите експерименти.

Студентите обаче, припомняйки демонстрационните експерименти, правят промени в описанията си, които са причинени не само от забравянето на някои подробности, но и чрез трансформиране на описанието във форма, която е по-лесна за разбиране. Припомняйки, учениците изтъкват детайлите от преживяванията, които им се струват най-значими и интересни. Всичко това показва, че запомнянето не е просто възпроизвеждане, а конструктивен процес.

По този начин вярвам, че демонстрацията на експерименти развива вниманието и паметта на учениците на етапа на емпирично познаване на изследваните явления и модели.

В тази връзка се предлага да се използват зрелищни експерименти, тъй като учениците имат не само голям интерес към демонстриране на явлението, но и разгорещена дискусия за решението на явлението (проблемна ситуация). По този начин, когато показваме грандиозно преживяване, ние убиваме две птици с един камък: демонстрираме физическо явление и създаваме проблемна ситуация. И като „страничен ефект“ събуждаме интерес към темата. Следователно естеството и формата на организацията на учебно-познавателната дейност на учениците: търсене на проблеми, изследователска и репродуктивна същност на дейността позволява комплексното прилагане на знанията на учениците.

Като учител си поставям цели заедно с учениците:

Образователни: систематизиране на знанията по темата „Сила на триене“: да се знае естеството на силата на триене, да се формира способността да се прави разлика между видовете триене; сравнявайте ги в различни практически ситуации; обосновават необходимостта от увеличаване и намаляване на силата на триене; да формира у децата способността да упражняват самоконтрол с помощта на конкретни въпроси и използването на дидактически материал.

Развиване: усъвършенстване на уменията за самостоятелна работа, активиране на мисленето на учениците, способност за самостоятелно формулиране на заключения, развитие на речта. Развитие на креативността чрез практическа работа. Обучение на практически умения при работа с физически уреди.

Образователни: развитие на чувство за взаимно разбиране и взаимопомощ в процеса на съвместно изпълнение на експериментална задача; развиване на мотивация за изучаване на физика, използване на разнообразни дейности, даване на интересна информация.

В хода на този вид дейност учениците развиват способността да структурират и систематизират изучаваното предметно съдържание. Покритието на темата е придружено от демонстрация на презентацията, последвано от дискусия и обяснение на явленията, възникващи поради наличието на сила на триене. Показани са на практика методите за промяна на силата на триене. Студентите имат възможност да анализират случващото се и да правят изводи.

Заедно с това има и развитие на мета-субект UUD: комуникативен - за да изразявате мислите си с достатъчна пълнота и точност, за да получите липсващата информация с помощта на въпроси; регулаторен - да осъзнава себе си като движеща сила на своето обучение, способността си да преодолява препятствия и самокорекция, да изготвя план за решаване на проблем и да коригира независимо грешките; когнитивна - да може да създава модели за решаване на образователни и познавателни задачи, да откроява и класифицира съществените характеристики на даден обект. И също така се планират лични резултати: формиране на цялостен мироглед, който съответства на съвременното ниво на развитие на науката и социалната практика.

Цел:

  • да запознае с видовете сила на триене;
  • разберете от какво зависи силата на триене

Задача:

  • определят стойността на силата на триене в ежедневието, природата.

Триенето е феномен, който ни съпътства от детството, на всяка крачка и след това стана толкова познат и толкова невидим.

Сила на триене в приказките: "Kolobok" (сила на триене при търкаляне), "Ряпа" (сила на триене на статиката), "Плъзгане на мечка" (сила на триене на плъзгане), "Принцеса на жабата" (сила на триене на търкаляне).

Триенето е един от видовете взаимодействие между телата. Възниква, когато две тела влязат в контакт. Триенето, както и всички други видове взаимодействия, се подчинява на третия закон на Нютон: ако сила на триене действа върху едно от телата, то същия модул, но силата, насочена в обратна посока, действа и върху второто тяло.

Видове сила на триене: Ftr. Rolling, Ffr.slip, Ff. rest, но е възможно да се замени един вид триене с друг (Ftr.slip при Ftr. говорящ). С лента, динамометър и два молива може да се докаже, че Ftr на приплъзване е по-голямо от Ftr на търкаляне.

Зависимостта на силата на триене от някои показатели се демонстрира от следните експерименти:

- с помощта на динамометър, лента и набор от тежести показваме, че силата на триене зависи от силата на нормалното налягане;

- на мястото на гладката повърхност поставете груб лист хартия (силата на триене зависи от материала);

- елиминираме пластилина от повърхността, като същевременно измерваме силата на триене преди и след;

- използваме смазка, което води до намаляване на силата на триене;

- силата на триене е почти независима от областта на лагера.

Силата на триене има своите плюсове и, за съжаление, минуси. В случая, когато е полезен, те се опитват да го увеличат. Ако е вредно, се опитват да го намалят (използвайки смазки, лагери, които намаляват силата на триене с 20-30 пъти).

Ето няколко примера. Мелодията, излъчвана от цигулката, съществува поради факта, че лъкът кара вибрацията да вибрира. Поклонената струна винаги се движи по-бавно от лъка. Когато струната се движи към носа, силата на триене при плъзгане забавя струната, забавяйки нейното движение. И когато лъкът се движи по посока на струната, тогава плъзгащата сила на триене, напротив, „влачи“ струната по себе си, предпазвайки я от изоставане. Когато през зимата по пътищата се образува лед, има голяма вероятност от инциденти, а пешеходците също могат да се наранят по заледени пътеки. За да избегнете това, можете да излеете пясък върху пътя, като по този начин увеличите силата на триене. Предимството на триенето при търкаляне е, че търкалящото колело се притиска малко в пътя и пред него се образува малка неравности, която трябва да се преодолее. Ето как се случва движението. През 1779 г. френският физик Кулон установява какво определя максималната сила на статичното триене. Колкото по-тежка е книгата на масата, толкова повече тя е притисната към масата, толкова по-трудно е да я преместите. Благодарение на триенето в покой всичко остава на мястото си: връзките не се развързват, нокътът се държи в стената, шкафът е на мястото си. Можем да направим изводи за предимствата на силата на триене. Благодарение на тази сила можем да стоим или да се движим напред, да забавяме или да ускоряваме движението на отделните тела.

Но, наред с плюсовете, има и минуси. Човекът никога няма да може да изобрети вечен двигател, защото с течение на времето всяко движение ще спре поради силата на триене и от време на време е необходимо да се поддържа това движение - да се действа върху него. Триенето е не само спирачка за движение, но и основната причина за износването на техническите устройства - проблем, пред който е изправен човек в зората на цивилизацията.

Леонардо де Винчи се занимава с много въпроси на машинните части, триенето и износването. Силата на триене е насочена в посоката, противоположна на приложената сила, и това води до извършване на голяма работа.

Основната характеристика на триенето е коефициентът на триене "mu", който се определя от материалите, от които са направени повърхностите на взаимодействащите тела.

Триенето играе положителна роля в живота на много растения. Например, лозя, хмел, грах, боб и други растения за катерене, поради триене, могат да се придържат към опорите, да се държат за тях и да се простират към светлината. Между опората и стъблото възниква голяма сила на триене, тъй като стъблата прилепват плътно към опората. При растения, които имат кореноплодни растения, като моркови, цвекло, силата на триене срещу почвата помага да се запазят в почвата. С нарастването на кореноплодната култура, налягането на околната земя върху нея се увеличава, а силата на триене също се увеличава. Ето защо е толкова трудно да извадите голяма ряпа, цвекло от земята. За растения като репей триенето помага за разпространението на семена, които имат шипове с малки куки в краищата. Тези бодли хващат животинска козина и се движат с тях. Семената на грах, орехи, благодарение на своята сферична форма и ниско триене при търкаляне, се движат лесно сами.

Организмите на много живи същества са се приспособили към триенето, научили са се да го намаляват или увеличават. Тялото на рибите е обтекаемо и покрито със слуз, което им позволява да развиват висока скорост при плуване. Настръхналата покривка от моржове, тюлени, морски лъвове им помага да се движат по сушата и ледените плочи. За да се увеличи сцеплението със земята, стволовете на дърветата, има редица устройства на крайниците на животните: нокти, остри ръбове на копита, подкови, тялото на влечугите е покрито с туберкули и люспи. Действието на органите за хващане (хващащи органи на бръмбари, нокти на рак; предните крайници и опашката на някои породи маймуни; хоботът на слон) също е свързано с триенето. Много живи организми имат адаптации, поради които триенето е ниско при движение в една посока и рязко се увеличава при движение в обратна посока. Това са например вълна и люспи, които нарастват наклонено към повърхността на кожата. Движението на земния червей се основава на този принцип. Водният бръмбар бързо се втурва по повърхността на водата. Той дължи своята скорост на движение на мазнината, покриваща тялото, което значително намалява триенето срещу водата.

Костите на животните и хората в местата на тяхната подвижна артикулация имат много гладка повърхност, а вътрешната обвивка на ставната кухина отделя специална течност, която служи като ставен „лубрикант“. Когато храната се поглъща и се движи по хранопровода, триенето намалява поради предварително смачкване и дъвчене на храната, както и намокрянето й със слюнка. Под действието на органите на движение при животните и хората триенето се проявява като полезна сила.

Притчи и поговорки за силата на триене, казани от хората и взети от житейския опит:

  • Скърца като ненамазана количка.
  • От това каруцата започна да пее, че отдавна не е яла катран.
  • Не гладете срещу зърното.
  • Мина като по часовник.
  • Добре смазани - добре задвижвани.
  • Живее като сирене в масло.
  • Където скърца, там се размазват
  • Не втрита стрелка отива встрани.
  • Плугът блести от работа.
  • Три, три - ще има дупка.

Експерименти, демонстриращи силата на триене:

Опит номер 1. Въртене на сурови и варени яйца. Вареното яйце се върти по-бързо. В сурово яйце, неговият жълтък и бяло се опитват да поддържат неподвижно състояние (това е тяхната инерция) и чрез триенето си срещу черупката възпрепятстват въртенето.

Опит номер 2. Разтворете калиев перманганат в малък буркан до тъмно лилаво. Изсипете обикновена вода в друг буркан. След това вземете разтвор на калиев перманганат с пипета и го пуснете в буркан от височина 1-2 сантиметра от повърхността на водата. Върхът на пипетата не трябва да се клати. Ръцете трябва да лежат на лактите ви. Капка, падайки във вода, се превръща в пръстен с правилна форма, който ще потъне до дъното на кутията, увеличавайки размера си. Това се дължи на факта, че когато капката падна във водата, тя, срещайки съпротива, се изравнява. При движение надолу поради триене срещу вода, краищата му се обвиват. Оказа се вихров пръстен под формата на волан, въртящ се около пръстеновидната си ос.

Опит номер 3. Поставете шестоъгълен молив върху книгата успоредно на гръбнака. Бавно повдигнете горния ръб на книгата, докато моливът започне да се плъзга надолу. Намалете леко наклона на книгата и я закрепете в сегашното й положение, като поставите нещо под нея. Сега моливът, ако го поставите обратно в книгата, няма да се измести. Той се задържа от статичната сила на триене. Достатъчно е да щракнете с пръст върху книгата, силата на триене в покой ще отслабне и моливът ще пълзи надолу.

Френският физик Гийом за ролята на силата на триене: „Всички случайно излязохме на лед; колко усилия ни костваше, за да не паднем, колко смешни движения трябваше да направим, за да устоим! Това ни принуждава да осъзнаем, че обикновено земята, по която вървим, има ценно свойство, което ни позволява да поддържаме равновесие без усилие. Същата мисъл възниква, когато караме колело по хлъзгава настилка или когато кон се плъзга по асфалта и пада. Изучавайки подобни явления, стигаме до откриването на последиците, до които води триенето. Инженерите се стремят да го премахнат в автомобилите - и се справят добре. Това обаче е вярно само в тясна специализирана област. Във всички останали случаи трябва да сме благодарни на триенето: това ни дава способността да ходим, да седим и да работим, без да се страхуваме, че книгите и мастилницата ще паднат на пода, че масата ще се плъзне, докато удари ъгъла, и писалка се изплъзва от пръстите ни. ".