Вред и польза силы упругости
Сила трения встречается буквально на каждом шагу. Но знают ли люди, зачем она нужна? В чем вред и польза силы трения? Попробуем разобраться.
Предисловие
На земные объекты действует несколько сил, которые тесно взаимосвязаны между собой и влияют на жизнедеятельность тел. Прежде всего, это сила тяжести, упругости (внутреннее сопротивление тел в ответ на смещение их молекул) и реакции опоры. Но есть еще она очень важная физическая величина, называемая силой трения. Она в отличие от силы тяготения и упругости не зависит от расположения тел. При ее изучении действуют иные законы: коэффициент трения скольжения и сила реакции опоры. Например, если понадобится сдвинуть тяжеловесный шкаф, то с первой же минуты станет понятно, что сделать это непросто. Кроме того, при выполнении данной задачи присутствуют определенные помехи. Что же препятствует усилиям, приложенным к шкафу? А мешает этому не что иное, как сила трения, принцип действия которой изучают еще в школе. Курс физики за 7 класс подробно рассказывает об этом явлении.
Что у нас под ногами?
С ней люди сталкиваются очень часто. Польза трения в том, что мы бы и шагу ступить не смогли, не будь этой физической величины. Именно она удерживает нашу обувь на той поверхности, куда мы ступаем. Каждый из нас ходил по очень скользким поверхностям, например, по льду, и не понаслышке знает, что это очень тяжело. Почему так происходит? Прежде чем рассказать о том, в чем вред и польза силы трения, определимся с тем, что это такое.
Суть понятия
Силой трения называется взаимодействие двух тел, возникающее в месте их соприкосновения и препятствующее их движению относительно друг друга. Различают несколько видов трения – покоя, скольжения и качения.
Причины возникновения
Первая из причин заключается в неизменной шероховатости поверхностей. Именно этот показатель влияет на то, какой вид силы трения будет иметь место. Если речь идет о гладких поверхностях, например, о покрытой металлом крыше или о ледяных участках, то их шероховатость почти не видна, однако это не значит, что ее нет – она присутствует на микроскопическом уровне. В этом случае будет действовать сила трения скольжения. Но если говорить о шкафе, стоящем на ковре, то здесь шероховатости двух объектов будут значительно препятствовать взаимному движению. Второй причиной является электромагнитное молекулярное отталкивание, которое происходит в месте контакта объектов.
Трение покоя
Что происходит в случае, когда мы пытаемся сдвинуть с места шкаф, однако нам не удается переместить его ни на сантиметр. Что удерживает предмет на одном месте? Это сила трения покоя. Дело в том, что приложенные усилия компенсируются силой сухого трения, возникающей между шкафом и полом.
Вред и польза силы трения покоя
Именно сила трения покоя не дает самостоятельно развязаться шнуркам на наших ботинках, выпасть гвоздю, который мы только что вбили в стену, удерживает на месте шкаф. Без нее было бы невозможно передвигаться по земной поверхности ни людям, ни животным, ни автомобилям. Вред трения также присутствует. Он бывает в довольно глобальных масштабах, например, сила трения покоя может привести к деформации обшивки кораблей.
Научное обоснование
Для того чтобы передвинуть шкаф, необходимо приложить к нему силу, которая превзойдет трение. То есть до тех пор, пока применяемые усилия меньше показателя силы трения, мебель останется на месте. Помимо указанных факторов, есть еще сила реакции опоры, которая направленна перпендикулярно плоскости. Она зависит от материала, из которого сделан пол (здесь задействована также сила упругости). Также существует коэффициент трения, зависящий от того, из чего состоят обе поверхности, взаимодействующие друг с другом. Поэтому сила трения, действующая на шкаф, равняется коэффициенту трения, который умножается на силу реакции опоры (поверхности).
Трение скольжения
Итак, чтобы пересилить трение, мы попросили кого-нибудь нам помочь сдвинуть шкаф с места. Что мы обнаружили? Что после того, как мы приложили силу, которая превысила силу трения покоя, шкаф не только сместился, но и некоторое время продолжал двигаться в необходимую сторону, разумеется, с нашей помощью. А потраченные усилия были примерно одинаковы в течение всего пути. В этом случае нам препятствовала сила трения скольжения, направленная в противоположную от приложенного воздействия сторону. Стоит заметить, что ее сопротивление гораздо ниже, нежели у силы трения покоя. Чтобы снизить этот показатель, при необходимости применяются различные смазочные материалы.
Сила трения качения
Если мы вспомним, что когда-нибудь придется двигать шкаф обратно, то решим оснастить его колесиками. В этом случае возникающее взаимодействие будет называться трением качения, поскольку предмет уже будет не скользить, а катиться по поверхности. Катящиеся колесики будут немного вдавливаться в ковер, образовывая бугорок, который нам необходимо будет преодолеть. Этим и обуславливается сила трения качения. Разумеется, если мы покатим шкаф не по ковру, а, например, по паркету, то переместить его будет еще легче, за счет того, что поверхность паркета тверже поверхности ковра. По той же причине велосипедистам ехать по шоссе куда проще, чем по пляжу с мелким песком.
Неоднозначный вопрос
В чем состоит вред и польза силы трения любого типа? Разумеется, приведенные примеры несколько утрированы – в жизни все немного сложнее. Однако несмотря на то, что сила трения имеет очевидные минусы, создающие ряд сложностей в жизни, ясно, что без нее проблем было бы гораздо больше. Поэтому у данной величины есть свои недостатки и преимущества.
Негативные примеры
Среди примеров вреда этой силы на одном из первых мест стоит проблема перемещения тяжеловесных грузов, быстрого изнашивания любимых вещей, а также невозможности создать вечный двигатель, поскольку из-за трения любое движение рано или поздно прекращается, требуя стороннего вмешательства.
Положительные моменты
Среди примеров полезности этой силы то, что мы можем спокойно ходить по земле, не поскальзываясь на каждом шагу, наша одежда прочно сидит и мгновенно не приходит в негодность, поскольку нити ткани удерживаются благодаря трению. Кроме того, люди используют принцип действия этой силы, посыпая скользкие дороги, из-за чего удается избежать множества аварий и травм.
Выводы
Человечество научилось взаимодействовать с данной физической величиной, увеличивая и уменьшая ее в зависимости от поставленных целей. Наша непосредственная задача – попытаться использовать ее максимально эффективно.
Данная работа выполнена ученицей 7 класса основной общеобразовательной школы по теме “Сила упругости”
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Слайд 1
МОУ ООШ №3 г. Камешково Сила упругости в развитии техники и в жизни человека Подготовила ученица 7-б класса Павлова Дарья 2011
Слайд 2
Твердые тела легко меняют свою форму… Легко сжать резиновую игрушку или стирашку …
Слайд 3
Упругость свойство тел восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки
Слайд 4
Использование упругости человеком в своих целях Охота древнего племени Спортивная стрельба
Слайд 5
Надувные матрасы, кровати…
Слайд 6
Упругая подошва для обуви…
Слайд 7
Применение пружинок в быту
Слайд 8
Амортизаторы
Слайд 9
В архитектуре арки Колоны балки
Слайд 10
В спорте
Слайд 11
Стальные конструкции мосты каркас зданий теплицы ограждения
Слайд 12
Применение латуни и бронзы детали трубы посуда украшения
Слайд 13
Изготовление лыж, клюшек
Слайд 14
Повышение прочности и упругости Увеличение нагрузки Продление срока службы Экономия материалов и энергии
Предварительный просмотр:
Доклад на тему:
« Сила упругости. Ее значение в развитии техники и в жизни человека»
Подготовила ученица 7-б класса
Павлова Дарья.
2011г.
Из опытов известно, что твердые тела пол действием приложенных сил могут изменять свою форму и размеры, то есть деформироваться. Легко сжать резиновую игрушку, стирашку или изогнуть линейку. Если нагрузку устранить, то эти тела восстанавливают свою форму. Свойство тел восстанавливать свое первоначальное положение после удаления нагрузки называют упругостью. Сила, противодействующая внешней нагрузке и восстанавливающая форму тела, называется силой упругости.
Упругостью характеризуются твердые тела, жидкости и газы. Человек давно использует упругость в своих целях: лук для охоты и для спорта, длинные пролеты мостов, автомобильные шины, различные пружины, надувные матрасы, подошвы для обуви и многое, многое другое.
С точки зрения экологических проблем важно вот что: знание физики позволяет изменять свойства материалов, меняя их упругость и прочность так, как нам это удобно и нужно.
Упругость металла, а вместе с тем и прочность можно изменить, вводя в него примеси других элементов. Мы уже знаем, как из железа делают сталь. Так же мягкая медь превращается в твердую латунь и упругую бронзу, если в нее добавить цинк, олово, алюминий и другие металлы.
Идея комбинирования, сочетания используется и в строительстве при использовании армированных материалов, например железобетона. При изготовлении лыж склеивание слоев из различных пород дерева улучшает их упругость. Такой же эффект достигается при армировании пластмасс и металлов различными волокнами. Такие материалы называются композитными.
За счет повышения прочности и упругости деталей возможно увеличение нагрузки, продление срока их службы. На их изготовление тратится меньше материалов и энергии. А это значит, что уменьшается потребность в руде, нефти. Улучшение свойств стали и других материалов позволило строить мощные локомотивы, повысить грузоподъемность самолетов.
Литература
А.П. Рыженков. Физика. Человек. Окружающая среда. М. Просвещение,1996
Одуванчик: вред и польза или инструкция по применению
«Кошмар наяву», «головная боль», «лернейская гидра» – лишь часть нелицеприятных эпитетов, которыми садоводы наградили солнечный одуванчик. Мириады золотых цветов они выжигают кипятком, заливают гербицидами, опрыскивают уксусом, а когда и это не помогает – на борьбу с медоносом поднимают армию кур и кроликов.
К сожалению, для аграриев в этой схватке чаще побеждает живучий сорняк – даже крошечного остатка его корешка достаточно, чтобы полезная площадь земли вновь затянулась пушистым золотым ковром. Как говорится, если безобразие нельзя предотвратить – его нужно возглавить, найти в этой проблеме светлую сторону.
Еда
Так, в некоторых странах, например, Индии, Японии и Франции, это растение культивируют для приготовления различных блюд, а в Китае одуванчик и вовсе считают овощем. Из него делают не только знаменитое вино и варенье, но также салаты.
Одуванчик: вред и польза или инструкция по применению
Для их приготовления используют листья и сами цветки растения, предварительно вымоченные в холодной солёной воде, которая помогает от горечи. Эта витаминная закуска способствует повышению иммунитета, улучшает метаболические процессы.
Салат можно приготовить с добавлением других трав, например, мяты и крапивы, с фруктами и овощами, сыром и творогом, а также мясом в отваренном виде. В любом случае такое блюдо будет не только полезным для здоровья, но и вкусным.
Красота
Богатые антиоксидантами цветки одуванчика можно использовать для приготовления омолаживающих масок и тоников, а сок этого растения лечит акне и осветляет пигментные пятна.
Одуванчик: вред и польза или инструкция по применению
Здоровье
С древних времён люди ценили одуванчик за его целебные свойства. Отвары и настойки применяются для очистки почек, печени и желчного пузыря. Доказано его лечебное действие при бронхите и астме, заболевании желудка, при отеках, также это растение способствует нормализации работы щитовидной железы.
Китайцы не редко пьют отвар из одуванчика просто для восстановления жизненных сил. Специалисты утверждают, что у этого цветка почти отсутствуют какие-либо противопоказания к применению.
Одуванчик: вред и польза или инструкция по применению
Польза
Корень, листья и стебель одуванчика богаты азотом, фосфором, калием, кальцием, марганцем и являются прекрасной основой для приготовления жидких подкормок для растений. При этом настой из этой травы оказывает губительное действие на тлю и яблоневую медяницу.
Словом, увидев одуванчик на садовом участке, не впадайте в панику, а попытайтесь применить его с пользой для себя.
Как правильно посадить огород. 8 правил для начинающих дачников
Служба информации cheltv.ru
20.05.2020 8:27
Последние новости
- 01.06.2020 9:36
Опрессовка в Челябинске. Где в июне отключат горячую воду [СПИСОК ДОМОВ] - 01.06.2020 8:23
9 абсурдных фактов, которые заставят вас усомниться во всем - 01.06.2020 7:17
Град и сильный ветер. Лето в Челябинской области начнется со штормовой погоды - 31.05.2020 20:31
Полнолуние 2020. Чего ждать и к чему готовиться в июне - 31.05.2020 19:24
Километры льда. На Урале под землей нашли гигантский холодильник
Еще интересные новости
Сила упругости возникает при деформации. При других деформациях выполняется законом Гука ( F упр. = -kx ; к- жесткость ( H/M) ; х- удлинение. Сила упругости направлена в сторону противоположную смещению частиц. Сила , возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному перемещению, называют силой трений. Направление силы трения противоположно направлению движения. Если тело скользит по поверхности, то движению препятствует сила трения скольжения. Трения покоя- сила трения, препятствующая возникновению движению одного тела по поверхности других. Трение качения – сопротивление движению, возникшего при перекатывании тел друг по другу ( шина колеса и дорожное полотно)
2. Жиры. Роль жиров в организме. Холестерин: польза и вред.
Жиры это сложные эфиры глицерина высших карбоновых кислот. Они бывают твердые ( животные ) и жидкие ( растительные). Твердые жиры образованы высшими предельными карбоновыми кислотами . например : говядина , свиной, бараний. Жидкие жиры часто называют маслами , они образованы высшими непредельными кислотами , подсолнечное , оливковое масла. Жиры входят в состав растительных клеток и животных клеток , составляют основу нашей пищи , в воде не растворимы . жиры вступаю в реакцию гидролиза ( + вода), когда мы съедаем жирную пищу ;для жиров характерна реакция омыления ( + натрий о аш). Этой реакцией получают мыло ; реакция гидрирования. Это реакцией получают маргарин. ( жидкие жиры переходят в твёрдые ). Жиры это : источник энергии ; накопитель ; защитная функция ( липидные отложения в виде жировой прослойки) ; сигнальная – некоторые липиды входят в состав гормонов половых желез и надпочечников. Холестерин – органические соединения природный жирный спирт , содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных. Нерастворим в воде , растворим в жирах и органических растворах. Около 80% холестерина образуются сами ( печенью, кишечником) остальные 20% поступают с пищей. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температуры. Он необходим для вырабатывания витамина Д, мужского полового гормона, женского полового гормона, играет важную роль в деятельности синапсом головного мозга и иммунной системы, включает – защиту рака. Уровень холестерина должен быть меньше 5.0 моль на литр. К факторам повышения уровня плохого холестерина : курение, избыточный вес, гиподинамия, неправильное питание с высоких содержанием холестерина. Холестерин откладывается на внутренних стенках кровеносных сосудов, образуя атеросклеротические бляшки, в результате чего происходит сужение просвета сосудов и как результат – затруднение кровотока. Это может привести к нарушению снабжения мозга и сердца кислородом, что приводит к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, таких как инфаркт миокарда и инсульт.
3. Экспериментальное задание по теме «Магнитное поле» : (или обнаружение
Дата добавления: 2015-04-22; просмотров: 2 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
lektsii.net – Лекции.Нет – 2014-2020 год. (0.006 сек.)
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев
Темы кодификатора ЕГЭ: силы в механике, сила упругости, закон Гука.
Как мы знаем, в правой части второго закона Ньютона стоит равнодействующая (то есть векторная сумма) всех сил, приложенных к телу. Теперь нам предстоит изучить силы взаимодействия тел в механике. Их три вида: сила упругости, гравитационная сила и сила трения. Начинаем с силы упругости.
Деформация.
Силы упругости возникают при деформациях тел. Деформация – это изменение формы и размеров тела. К деформациям относятся растяжение, сжатие, кручение, сдвиг и изгиб.
Деформации бывают упругими и пластическими. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия вызывающих её внешних сил, так что тело полностью восстанавливает форму и размеры. Пластическая деформация сохраняется (быть может, частично) после снятия внешней нагрузки, и тело уже не возвращается к прежним размерам и форме.
Частицы тела (молекулы или атомы) взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания, имеющими электромагнитное происхождение (это силы, действующие между ядрами и электронами соседних атомов). Силы взаимодействия зависят о расстояний между частицами. Если деформации нет, то силы притяжения компенсируются силами отталкивания. При деформации изменяются расстояния между частицами, и баланс сил взаимодействия нарушается.
Например, при растяжении стержня расстояния между его частицами увеличиваются, и начинают преобладать силы притяжения. Наоборот, при сжатии стержня расстояния между частицами уменьшаются, и начинают преобладать силы отталкивания. В любом случае возникает сила, которая направлена в сторону, противоположную деформации, и стремится восстановить первоначальную конфигурацию тела.
Сила упругости – это сила, возникающая при упругой деформации тела и направленная в сторону, противоположную смещению частиц тела в процессе деформации. Сила упругости:
1. действует между соседними слоями деформированного тела и приложена к каждому слою;
2. действует со стороны деформированного тела на соприкасающееся с ним тело, вызывающее деформацию, и приложена в месте контакта данных тел перпендикулярно их поверхностям (типичный пример – сила реакции опоры).
Силы, возникающие при пластических деформациях, не относятся к силам упругости. Эти силы зависят не от величины деформации, а от скорости её возникновения. Изучение таких сил
выходит далеко за рамки школьной программы.
В школьной физике рассматриваются растяжения нитей и тросов, а также растяжения и сжатия пружин и стержней. Во всех этих случаях силы упругости направлены вдоль осей данных тел.
Закон Гука.
Деформация называется малой, если изменение размеров тела много меньше его первоначальных размеров. При малых деформациях зависимость силы упругости от величины деформации оказывается линейной.
Закон Гука. Абсолютная величина силы упругости прямо пропорциональна величине деформации. В частности, для пружины, сжатой или растянутой на величину , сила упругости даётся формулой:
(1)
где – коэффициент жёсткости пружины.
Коэффициент жёсткости зависит не только от материала пружины, но также от её формы и размеров.
Из формулы (1) следует, что график зависимости силы упругости от (малой) деформации является прямой линией (рис. 1 ):
 |
| Рис. 1. Закон Гука |
Коэффициент жёсткости – о угловой коэффициент в уравнении прямой . Поэтому справедливо равенство:
,
где – угол наклона данной прямой к оси абсцисс. Это равенство удобно использовать при экспериментальном нахождении величины .
Подчеркнём ещё раз, что закон Гука о линейной зависимости силы упругости от величины деформации справедлив лишь при малых деформациях тела. Когда деформации перестают быть малыми, эта зависимость перестаёт быть линейной и приобретает более сложный вид. Соответственно, прямая линия на рис. 1 – это лишь небольшой начальный участок криволинейного графика, описывающего зависимость от при всех значениях деформации .
Модуль Юнга.
В частном случае малых деформаций стержней имеется более детальная формула, уточняющая общий вид ( 1 ) закона Гука.
Именно, если стержень длиной и площадью поперечного сечения растянуть или сжать
на величину , то для силы упругости справедлива формула:
.
Здесь – модуль Юнга материала стержня. Этот коэффициент уже не зависит от геометрических размеров стержня. Модули Юнга различных веществ приведены в справочных таблицах.
Мы используем файлы cookie, чтобы персонализировать контент, адаптировать и оценивать результативность рекламы, а также обеспечить безопасность. Перейдя на сайт, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.