Номер 39, страница 125, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава III. Движение и взаимодействие тел. Параграф 15. Силы трения - номер 39, страница 125.

Условие.

39. Используя Интернет, подготовьте презентацию на тему «Полезные и вредные проявления силы трения в природе и технике».

Решение.

Решение

Ниже представлен материал для презентации на тему «Полезные и вредные проявления силы трения в природе и технике». Материал разбит на логические блоки, которые могут служить основой для отдельных слайдов.

1. Введение: Что такое сила трения?

Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Она всегда направлена против скорости движения тела или против направления возможного движения.

Различают несколько видов трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения. Сила трения скольжения рассчитывается по формуле: $F_{тр} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, зависящий от материалов и качества обработки поверхностей, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. Трение — это явление, которое имеет как положительные, так и отрицательные стороны, проявляющиеся повсеместно в природе и технике.

2. Полезные проявления силы трения («Трение — наш друг»)

Без силы трения многие привычные для нас действия и процессы были бы невозможны. Она играет ключевую роль в обеспечении стабильности и движения.

В природе:

Движение и удержание: Благодаря трению покоя между подошвами лап или ног и поверхностью земли, животные и люди могут ходить, бегать и не скользить. Птицы могут сидеть на ветках, а обезьяны — лазать по деревьям, цепко удерживаясь за кору. Корни растений удерживаются в почве также за счет силы трения.

Взаимодействие организмов: Хищники используют трение, чтобы удерживать свою добычу. Вьющиеся растения, как плющ, цепляются за опоры и тянутся к свету.

В технике:

Транспорт: Трение обеспечивает сцепление колес с дорогой, что позволяет автомобилям разгоняться, поворачивать и, что самое важное, тормозить. Работа тормозной системы основана на трении колодок о тормозной диск или барабан.

Крепежные элементы: Гвозди, шурупы и болты держатся в стенах и конструкциях именно благодаря силе трения. Без нее все резьбовые и клиновые соединения были бы бесполезны.

Повседневная жизнь: Мы можем держать предметы в руках, писать карандашом на бумаге, зажигать спички, а одежда не соскальзывает с нашего тела — все это благодаря трению. В механизмах ременные передачи передают вращение от одного вала к другому за счет силы трения.

3. Вредные проявления силы трения («Трение — наш враг»)

Несмотря на свою пользу, трение часто является нежелательным явлением, приводящим к износу, потерям энергии и перегреву.

В природе:

Сопротивление движению: Животным, обитающим в воде или воздухе (рыбы, птицы), приходится тратить много энергии на преодоление силы трения (сопротивления среды). Именно для уменьшения этого сопротивления эволюция создала им обтекаемую форму тела.

Эрозия: Трение, создаваемое потоками воды и ветра, приводит к постепенному разрушению горных пород и почвы, что может вызывать оползни и другие негативные геологические процессы.

В технике:

Износ механизмов: Трение является главной причиной износа движущихся частей машин и механизмов (например, поршней в двигателе, шестерен в редукторе, подшипников). Это приводит к необходимости регулярного ремонта и замены деталей, сокращая срок службы техники.

Потери энергии и нагрев: В любом механизме значительная часть полезной энергии расходуется на преодоление силы трения, превращаясь в тепло. Это снижает коэффициент полезного действия (КПД) устройств и может вызвать их перегрев. Например, космические аппараты при входе в атмосферу Земли сильно нагреваются из-за трения о воздух.

4. Способы управления силой трения

Человечество научилось управлять трением: уменьшать его, когда оно вредно, и увеличивать, когда оно полезно.

Способы уменьшения трения:

Смазка: Введение жидких или твердых смазочных материалов (масло, графит) между трущимися поверхностями.

Замена трения скольжения трением качения: Использование шариковых и роликовых подшипников.

Шлифовка поверхностей: Уменьшение шероховатости контактирующих поверхностей.

Придание обтекаемой формы: Для уменьшения сопротивления воздуха или жидкости.

Способы увеличения трения:

Увеличение шероховатости: Нанесение рельефного рисунка (протектора) на автомобильные шины, создание рифленой подошвы у обуви.

Использование материалов с высоким коэффициентом трения: Применение специальных фрикционных накладок в тормозных системах.

Увеличение силы прижатия: Например, зимой дороги посыпают песком, чтобы увеличить сцепление колес со льдом.

5. Заключение

Сила трения — это фундаментальное физическое явление, имеющее двойственную природу. Она является как необходимой силой, обеспечивающей движение и стабильность в нашем мире, так и вредным фактором, вызывающим износ и потери энергии. Понимание законов трения и разработка методов управления им являются важнейшими задачами современной науки и техники, позволяющими создавать более эффективные и долговечные машины и устройства.

Ответ:

Презентация на тему «Полезные и вредные проявления силы трения в природе и технике» подготовлена. В ней рассмотрены определение и виды трения, его положительные и отрицательные аспекты в живой природе и в созданных человеком механизмах, а также основные способы управления силой трения.