исследовательская работа «по чему скользят сани и почему»
исследовательская работа, представленная на конкурсе младших школьников «Я- исследователь» , секция «физика-техника», вторая возрастная группа.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| творческая работа | 54.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Здравствуйте, меня зовут Даша, я учусь во 2-ом классе Хирпосинской основной общеобразовательной школы.
Однажды летом моя маленькая сестрёнка увидела в кладовке убранные на лето сани и стала интересоваться . Она задала несколько интересных вопросов.
Вопрос первый : что такое сани, когда они появились?
Вопрос второй: А почему сани скользят?
С этим вопросом я обратилась к маме, когда мы возвращались с санной прогулки домой. Мне стало очень интересно, что же позволяет саням скользить так легко. Оказывается, когда мы сидим на санках, мы опираемся на маленькую площадь, давим своим весом на небольшую площадь, а при движении полозья трутся о снег. При быстром движении под большим давлением снег под полозьями нагревается и начинает таять. Таким образом, между полозьями санок и слоем снега появляется тонкий слой воды. Вода позволяет скользить металлическим полозьям по снегу легко, потому что служит смазкой для полозьев и уменьшает трение. Следовательно, можно сделать вывод: скользкость саней зависит от температуры снега и скорости перемещения саней.
Зимой, когда катаемся, часто наблюдаем, как санки, скатившись с горы, через некоторое время останавливаются. Мальчик, разбежавшись, скользит на коньках по льду, но, как бы ни был гладок лёд, мальчик все-таки останавливается. Мы знаем, что причиной любого изменения скорости является сила. Значит, в рассмотренных примерах на каждое движущееся тело действовала сила. Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, называется слой трения. Поверхности тел имеют неровности, бугорки, царапины. Когда одно тело скользит по поверхности другого, эти неровности зацепляются друг за друга. Создается некоторая сила, задерживающая движение. Эту силу в физике называют трением скольжения. Вот такое трение и возникает при движении саней и лыж по снегу. Силу трения можно измерить. У меня появляется следующий вопрос.
Итак, вопрос третий: где легче скользить?
Чтобы определить силу трения скольжения мы провели некоторую работу с помощью динамометра. Динамометр-это специальный прибор для измерения силы. Для эксперимента мы взяли деревянные и железные сани и попытались прокатиться на них по снегу, льду, по земле и по асфальту. С помощью динамометра мы измерили силу трения скольжения саней по названным поверхностям, затем определили коэффициент трения. ( см. приложение). В результате получилось, что самый маленький показатель при скольжении стальных саней по снегу и льду. Значит, легче скользить на железных санях по снегу или по льду. Самый высокий коэффициент получается при скольжении деревянных саней по земле. Вот почему, оказывается, не принято пользоваться санями летом. В результате опыта мы смогли определить, что сила трения скольжения зависит от рода трущихся поверхностей, от шероховатости поверхностей, чем больше шероховатость, тем больше сила трения скольжения,и нам летом приходится тратить много сил, чтобы сдвинуть санки с места .
В результате проделанной работы я узнала следующее:
Сани появились во втором тысячелетии до нашей эры у народов Севера. С момента появления их устройство практически не изменилось.
Сани скользят, благодаря силе трения скольжения, при которой выделяется тепло. Скользкость саней зависит от температуры снега под полозьями и от скорости перемещения саней. Силу можно измерить с помощью специального прибора-динамометра.
Сила трения скольжения зависит и от рода, и от шероховатости трущихся поверхностей. Чем больше шероховатость, тем больше сила трения скольжения.
Все-таки, санями легче пользоваться зимой, чем летом.
- Громов С.В., Родина Н.А. Физика 7 класс-М.: Просвещение, 2000г.
- Кикоин И. К., Кикоин А. К. Физика 9 класс-М.: Просвещение,1990г.
- Ожегов С. И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка-М.: ООО « А ТЕМП», 2010.
Источник
Коэффициент трения скольжения саней по снегу
Школьник скатывается на санках со склона оврага. Сначала он едет по шероховатому снегу, а потом въезжает на очень гладкий обледеневший участок склона. Угол наклона склона оврага к горизонту всюду одинаков. Как при этом изменяются следующие физические величины: модуль действующей на санки силы трения, модуль ускорения санок, модуль работы силы тяжести при перемещении санок вдоль склона на 1 метр?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
A) Модуль действующей на санки силы трения
Б) Модуль ускорения санок
B) Модуль работы силы тяжести при перемещении вдоль склона на 1 метр
3) Не изменяется
Санки скользят, поэтому на них действует сила трения скольжения, которая определяется силой реакции опоры: 
Поскольку склон имеет постоянный наклон, сила реакции в обоих случаях имеет одинаковую величину: 
где 
— угол наклона. Коэффициент трения уменьшается при выезде с шероховатого снега на обледеневший участок, поэтому модуль действующей на санки силы трения уменьшается (А — 2).
Модуль ускорения санок увеличивается (Б — 1), так как уменьшается тормозящая его сила трения 
Работа силы есть скалярное произведение силы на перемещение. Сила тяжести всё время направлена вниз, угол наклона склона постоянен, поэтому модуль работы силы тяжести при перемещении вдоль склона на 1 метр не изменяется (В — 3).
Источник
Примеры решения задач по теме «Силы трения»
Согласно второму закону Ньютона
m 
= m 
+ N + 
тp + 
. (1)
В проекциях на оси ОХ и OY уравнение имеет вид
mа = Т — mg sinα — тp; (2)
0 = N — mg cosα. (3)
Сила трения скольжения тp = μN.
Из уравнения (3) получим N = mg cosa.
Уравнение (2) перепишем в виде mа = Т — mg sinα — μmg cosα.
Ускорение определим из уравнения движения 
при этом 
Задача 4. Девочка тянет равномерно по снегу нагруженные санки массой 40 кг. Коэффициент трения санок о снег 0,04. Определите, под каким углом должна быть расположена верёвка, чтобы её натяжение было минимально.
Р е ш е н и е. На санки действуют сила натяжения верёвки н, сила тяжести m, сила нормальной реакции опоры 
и сила трения тp (рис. 3.29). Согласно второму закону Ньютона для санок запишем:
m = m + + тp + н. (1)
Так как движение по условию равномерное, то ускорение а = 0.
Запишем уравнение (1) в проекциях на горизонтальное и вертикальное направления:
Из уравнения (3) получим N = mg — Fн sinα.
Подставив в уравнение (2) выражение для силы трения
Fтp = μx(mg — Fн sinα), получим Fн cosα — μx(mg — Fн sinα) = 0.
Для силы натяжения имеем 
Сила натяжения минимальна при максимальном значении суммы cosα + μsinα = ƒ(α).
Исследуем функцию на экстремум: ƒ’ = -sinα + μcosα = 0.
Получим tgα = μ. Тогда 
Выразим cosa через tgα: 
Окончательно для силы натяжения получим 
Задача 5. Брусок массой 5 кг тянут по поверхности стола, взявшись за кольцо динамометра. При этом ускорение тела равно 0,5 м/с 2 . Жёсткость пружины равна 200 Н/м Определите растяжение пружины. Коэффициент трения бруска о стол 0,05.
Р е ш е н и е. На брусок действуют сила тяжести m, сила трения тp, сила натяжения пружины yпp и сила нормальной реакции опоры (рис. 3.30).
Согласно второму закону Ньютона
m= m + + тp + yпp.
В проекции на горизонталь уравнение запишем в виде mа = Fyпp — Fтp.
Сила трения Fтp = μN = μmg.
Сила упругости Fyпp = -kx.
Тогда mа = kx — μmg.
Удлинение пружины 
Задача 6. Два бруска массами m1 = 1 кг и m2 = 3 кг соединены нерастяжимой нитью, перекинутой через блок. Брусок с большей массой находится на наклонной плоскости, угол у основания которой равен 30°, коэффициент трения равен 0,04. Определите ускорение брусков.
Р е ш е н и е. На первый брусок действуют сила натяжения нити 1 и сила тяжести m1 (pиc. 3.31). На второй брусок действуют сила натяжения нити 2, сила тяжести m2, сила трения тp и сила нормальной реакции опоры .
Источник
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ИХ ИЗМЕНЕНИЕ |