Предложите способ определения силы тяги игрушечного автомобиля

Обозначим момент времени, в который доска начнет выскальзывать из-под тела t₀, тогда

Цель работы:
Выяснить, от чего зависит сила трения скольжения, и сравнить её с силой трения качения.
Приборы и материалы:
Динамометр, деревянный брусок, две цилиндрические палочки (круглые карандаши), набор грузов.
Указания к работе:
1 . Положите брусок на деревянную поверхность стола.
2 . Прикрепите к бруску динамометр и постарайтесь равномерно перемещать брусок по поверхности. Динамометр будет показывать силу тяги, равную силе трения. Запишите показания динамометра в таблицу 11 .
3 . Определите вес бруска и запишите в таблицу. Сравните вес бруска с силой трения.
4 . Поставив груз на брусок, повторите измерения поочерёдно с одним грузом, а затем с двумя (см. пункты 2 и 3 ).
5 . Положите брусок на пластмассовую поверхность и, перемещая его равномерно, определите силу трения. Показания динамометра запишите в таблицу 11 .
6 . Разместите брусок на двух цилиндрических палочках и равномерно перемещайте его по столу. Показания динамометра запишите в таблицу 11 .
7 . Проанализируйте результаты измерений.

Таблица 11 .

Решение

Ход работы.
Чтобы измерить силу трения воспользуемся пружинным динамометром.
1 . Прикрепим к бруску динамометр и будем равномерно двигать брусок по доске. Измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении, мы измеряем силу трения скольжения. Запишем показания динамометра в таблицу 11 .
2 . Определим с помощью динамометра вес бруска, он равен 2 Н. Запишем значения веса в таблицу 11 .
3 . Поставим один груз на брусок и повторим измерения силы трения скольжения поочерёдно с одним грузом ( 1 Н), а затем с двумя ( 2 Н). Запишем значения веса и показания динамометра в таблицу 11 .
4 . Положим брусок на пластмассовую поверхность и будем равномерно двигать брусок по поверхности, с помощью динамометра определим силу трения скольжения. Запишем значения веса и показания динамометра в таблицу 11 .
5 . Разместим брусок на двух цилиндрических палочках и равномерно переместим его по столу. В данном случае с помощью динамометра мы измерим силу трения качения. Запишем значения веса и показания динамометра в таблицу 11 .
6 . Результаты измерений показали, что если на брусок положить груз, то сила трения скольжения окажется больше силы трения, измеренной без груза, то есть чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения.
Сила трения при движении бруска по пластмассовой поверхности меньше, чем при движении бруска по деревянной поверхности, так как сила трения зависит от шероховатости поверхностей соприкасающихся тел.
Силу трения качения меньше силы трения скольжения.

Таблица 11 .

Вывод. В ходе лабораторной работы мы выяснили, что сила трения зависит от веса скользящего тела и от поверхности движения, и сравнили её с силой трения качения.

Работа содержит методические рекомендации для повторения темы "Взаимодействие тел", презентацию, разработку урока.

Просмотр содержимого документа
«Обобщающий урок по теме»

Обобщающий урок по теме «Взаимодействие тел»7 кл.

Цель: Организовать повторение основных вопросов темы «Взаимодействие тел».

-Отрабатывать навыки решения задач по данной теме.

-Способствовать формированию коммуникативной компетенции.

-Развивать логическое мышление, умение ставить цель эксперимента и решать ее .

-Способствовать формированию информационной компетенции.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, игрушечные автомобили (для каждой группы), линейки, динамометры.

2.Повторение основных вопросов темы. Мы закончили изучать тему «Взаимодействие тел» и сегодня мы повторим основные вопросы темы. Работать мы будем в группах. Итак, начнем с разминки. Разминка у нас называется «Опасный форватер». Каждая группа должна пройти по минному полю, проверяя правильность своего пути.

1.Какая сила удерживает спутник на орбите?

2. Чему равна масса тела, если его вес равен 600 Н?

3.Каково соотношение сил при равномерном движении тела?

4.О какой силе идет речь, если она зависит от прижимающей силы и соприкасающихся поверхностей?

5.В соревновании по перетягиванию каната участвуют три человека. Один прикладывает силу 575 Н вправо, а двое других с силами 235 и 320 Н тянут влево. Какова равнодействующая сил ? В каком направлении будет перемещаться канат?

6. При завинчивании шурупы смазывают мылом. Что происходит с силой трения при этом ?

7.Почему люстра, подвешенная на цепи ,не падает?

8.Чему примерно равна сила тяжести, действующая на тело массой 23,5 кг ?

А теперь следующее задание: на слайде перед Вами изображены различные виды сил ,найдите ошибки. Презентация «Силы» слайд 1, 2.

Установите соответствие. Слайд 3

3. А теперь следующее задание . На столе у каждой группы лежит текст сказки, которую сочинили семиклассники. Я попрошу Вас внимательно изучить и найти неточности. Даю вам несколько минут.

4. А теперь переходим к следующему заданию. Я думаю, что вы все слышали о бароне Мюнхаузене, знаете, что это был любитель разных интересных историй.

У каждой группы на столе описание одной из его историй. А вам предстоит на основе знаний по физике проанализировать могло такое произойти с бароном Мюнхаузеном , или нет.

Задания группам. Приложение 2.

5. А теперь я предлагаю Вам несколько практических заданий, для решения которых Вам необходимы знания по теме «Взаимодействие тел».

Задание 1 группе: Автомашина с прицепом должна перевести тяжелый груз.

Куда его лучше поместить : в кузов или на прицеп? Почему?

( В кузов. Это увеличит силу давления на задние колеса машины, а значит увеличит силу трения. Движение машины будет более устойчивым.)

Задание 2 группе: Вратарь футбольной команды пользуется во время игры специальными перчатками. Каким требованиям должны удовлетворять эти перчатки. Дайте советы производителям.

Задание 3 группе: Помогите найти ответ хозяйкам. Почему мука или крупа, высыпанные из стакана на стол, образуют горку конической формы, а вода растекается тонким слоем?

Задание 4 группе: Чтобы сдвинуть тяжелый железнодорожный состав с места, машинист сначала дает задний ход, а потом уже передний. Почему таким образом легче тронуть состав с места?

Предложите способ для определения силы тяги игрушечного автомобиля.

У вас на каждом столе есть автомобиль , выберите необходимые вам приборы и приступайте к работе.

7. Заключительный этап урока:

Подведение итогов, выставление оценок.

Просмотр содержимого документа
«Приложение 1»

Автомашина с прицепом должна перевести тяжелый груз. Куда его лучше поместить: в кузов или на прицеп? Почему?

2.Вратарь футбольной команды пользуется во время игры специльными перчатками. Каким требованиям должны удовлетворять эти перчатки? Дайте советы прозводителям.

3.Помогите найти ответ хозяйкам. Почему мука или крупа, высыпанные из стакана на стол, образуют горку конической формы, а вода растекается тонким слоем?

4.Чтобы сдвинуть тяжелый железнодорожный состав с места, машинист сначала дает задний ход, а потом передний. Почему таким образом легче стронуть состав с места?

Просмотр содержимого документа
«Приложение 2»

Задание 1 группе.

Однажды ,спасаясь от турок, попробовал я перепрыгнуть болото верхом на коне. Но конь не допрыгнул до берега. И мы с разбега шлепнулись в жидкую грязь. Что было делать ? Схватив себя за косичку, я изо всех сил дернул вверх и без большого труда вытащил из болота и себя и своего коня, которого крепко сжал обеими ногами, как щипцами.

Задание 2 группе.

Веревка кончилась, и я повис в воздухе между небом и Землей. Это было ужасно, но я не растерялся. Недолго думая, я схватил топорик и, крепко взявшись за нижний конец веревки, отрубил ее верхний конец и привязал его к нижнему. Это дало мне возможность спуститься ниже к Земле. Много раз мне приходилось отрубать верхнюю половинку веревки и привязывать ее к нижней.

Задание 3 группе.

На восемнадцатый день поднялась ужасная буря. Ветер был такой сильный, что вскинул наш корабль над водой и понес его, как пушинку по воздуху. Все выше, выше и выше. Шесть недель носились мы над самыми высокими тучами. Наконец, увидели круглый сверкающий остров. Это конечно была Луна.

Задание 4 группе.

Как то однажды мне случилось попасть в плен к туркам и меня назначили пчелиным пастухом. Однажды, отбивая пчелку у двух медведей, я швырнул в грабителей свой серебряный топорик, да так сильно, что зашвырнул его на Луну. По длинному стержню турецкого гороха я забрался на Луну и нашел свое оружие на куче гнилой соломы.

Просмотр содержимого документа
«Сказка о ТРЕНИИ открытый урок»

Сказка о ТРЕНИИ.

Жила-была страна ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, а управляла этой страной королева СИЛА. Всё движение в этой стране подчинялось королеве. Попробуй-ка, не подчинись – ведь чтобы двинуться в любую сторону, нужна СИЛА. И при торможении тоже без неё не обойдёшься. А кому же хочется сидеть всё время на одном месте или лететь куда-то по прямой без оста­новок (по ИНЕРЦИИ)?

Королеве СИЛЕ помогали управлять ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ министры: ВЕС, МАССА,УПРУГОСТЬ, Скорость, ВСЕМИРНОЕ ТЯГОТЕНИЕ, ТЯЖЕСТЬ И ТРЕНИЕ. Все они жили в горо­де МЕХАНИКЕ, и каждый из них занимался своим делом. ВЕС действовал на трущиеся поверхности. УПРУГОСТЬ появлялась и распоряжалась при отсутствии деформаций. ВСЕМИРНОЕ ТЯГОТЕНИЕ управ­ляло притяжением всех тел к Земле. ТЯЖЕСТЬ прижимала всё подряд друг к другу, а ТРЕНИЕ действовало на опору и подвес. Вот с ТРЕНИЕМ-то всё и произошло.

В тот же миг в стране разразилась катастрофа: движущиеся машины не могли повер­нуть или затормозить и сталкивались друг с другом. ТЯЖЕСТЬ и ВСЕМИРНОЕ ТЯГОТЕ­НИЕ обрадовались тому, что нет ТРЕНИЯ, и стащили всю мебель в домах в самые низкие углы комнат. Они же подняли вещи со столов и полок на потолок. УПРУГОСТЬ тут же начала выкру­чивать и выдавливать шурупы, болты, гайки и гвозди. Она развязала все узлы и начала распускать швы.

ВЕС бросился к королеве СИЛЕ, чтобы рассказать ей о том, как волшебница СМАЗКА похитила ТРЕНИЕ. А бедная королева сначала не могла и понять, почему под ней вдруг развалился трон, скреплённый золотыми шурупами, и почему (о ужас!) стало по ниточкам расползаться платье. В отчаянии королева СИЛА приказала ВЕСУ, во что бы то ни стало, спасти ТРЕНИЕ и вернуть его во дворец.

Мало ли, много ли времени прошло, добрался наконец-то ВЕС до замка волшебницы СМАЗКИ. Ох и трудно же было ему идти в тумане по скользкой дороге через лесные завалы. Тяжёлые деревья валились от лёгкого ветерка - ТРЕНИЯ-то между корнями и землёй было очень велико! Но вот и замок волшебницы. Волшебница попыта­лась сражаться с ВЕСОМ, но он, разозлившись, так придавил СМАЗКУ, что она со стоном вытекла из замка. Путь свободен!

Без СМАЗКИ НЕРОВНОСТИ и ШЕРОХОВАТОСТИ стали задевать друг за друга, и ТРЕНИЕ появилось. ВЕС с ТРЕНИЕМ, помогая друг другу, вернулись во дворец и в стране ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ все виды сил стали жить весело и счастливо, уравновешивая друг друга.

Просмотр содержимого презентации
«Презентация1»

Повторим тему «Взаимодействие тел»

F тяж

F упр

Определите величину силы F1,если F2=250 Н, а равнодействующая сила R =77 Н и направлена вправо.

Резец постепенно изгибается по мере вхождения в деталь.

Какое механическое устройство скрыто в ящике?
Один из вариантов решения (рис. 304): массивный брусок Б, к которому прикреплены последовательно соединенные мягкая пружина ОК и жесткая КТ. Растяжение пружины ОК ограничено нитью.

Сила трения при скольжении меньше силы трения покоя.

Коэффициент трения качения уменьшается с увеличением радиуса катка.

Роликовые подшипники выдерживают значительно большие нагрузки (большая опорная площадь).

Трактором перемещают прицепные устройства, поэтому должна быть большая сила сцепления колес с грунтом. В автомобиле сила сцепления обеспечивается весом машины и груза.

Одна и та же сила сопротивления воздуха (зависящая от формы вагона и его скорости) действует на различные массы вагонов.

Тело при движении в воздухе испытывает сопротивление. Так как масса тела мала, то за короткое время горизонтальная составляющая скорости у него становится равной нулю.

Если бы гребные плоскости весла байдарки совпадали, то верхняя часть весла, двигаясь в воздухе, испытывала бы большое сопротивление. При повороте плоскостей на 90° верхняя часть, двигаясь в воздухе, легко рассекает его.

Позади первого бегуна образуются вихри, давление воздуха у первого бегуна спереди больше, чем сзади. У второго бегуна давление воздуха спереди и сзади почти одинаково.

Чтобы предупредить опрокидывание яхты при больших наклонах. При наклоне яхты действие силы сопротивления воды, приложенной к килю, компенсирует действие силы ветра на парус. Другое назначение киля - противодействовать боковому смещению (дрейфу) яхты.

При скорости, равной нулю, сила трения равна нулю. Сила трения всегда направлена против направления скольжения тела.

Отставание кусочка пробки от кусочка железа при падении с высоты 3 м объясняется замедлением, создаваемым силой трения их о воздух. Если считать силу трения одинаковой, то при меньшей массе пробки замедление ее движения будет большим.

а) Ускорение тела во все время его движения постоянно и равно g.
б) В соответствии со вторым законом Ньютона . При движении вверх сила сопротивления воздуха (как и сила тяжести) направлена вниз и уменьшается по мере подъема (так как при этом уменьшается скорость тела), при спуске же сила сопротивления направлена вверх и увеличивается. Поэтому ускорение тела в начале движения максимально (и больше g), при подъеме оно уменьшается и становится равным g в верхней точке траектории, затем продолжает уменьшаться при спуске и может даже стать равным нулю.

Чем ниже температура масла, тем больше его вязкость. При вытекании жидкости с большой вязкостью возникает значительная сила внутреннего трения.

Полированная поверхность при движении в воздухе испытывает меньшее трение, чем шероховатая.

Неодинаково. Вследствие увеличения поверхности камня при его раздроблении в значительной мере увеличивается сопротивление воздуха. Поэтому порошок будет падать медленнее.

Рассыпая. См. ответ на предыдущую задачу.

Для лучшей обтекаемости тела.

Низко опущенный руль обеспечивает согнутое положение гонщика, что значительно уменьшает сопротивление встречного потока воздуха.

При наклоне тело лыжника испытывает наименьшее сопротивление, что увеличивает дальность прыжка. Кроме того, во время приземления тело лыжника оказывается в устойчивом положении.

У конической пули более обтекаемая форма.

Встречная вода действует на отдельных рыбок так, что их движение будет облегчено или затруднено в зависимости от местоположения по отношению к стайке. Этот фактор и обусловливает каплевидную форму движущейся стайки рыбок, при которой сопротивление воды движению станки наименьшее.

Лобовое сопротивление выпуклой и вогнутой частей полусферы различно, вследствие этого возникает вращение крылышек прибора.

Сила тяги — сила, прикладываемая к телу для поддержания его в постоянном движении.

Действие силы тяги

Множество сил, действующих на движущийся объект, для упрощения вычислений делят на две группы: силу тяги и силы сопротивления.

Её прекращение

Когда действие силы тяги прекращается, движущееся тело замедляется и постепенно останавливается, так как на него воздействуют силы, мешающие продолжать двигаться, например, трение.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

1 закон Ньютона о действии

Согласно этому закону в формулировке самого Ньютона, любое тело остается в покое или равномерно движется по прямой, пока на него не воздействуют силы, заставляющие его изменить это состояние.

В современной физике в формулировку внесены уточнения:

• закон применим только в системах отсчета, называемых инерциальными;
• тело может вращаться на месте, не находясь под воздействием внешних сил, поэтому вместо термина «тело» следует использовать термин «материальная точка».

Чтобы переместить неподвижный предмет, на него должна воздействовать некая сила. Чтобы изменить скорость движения предмета, также необходимо воздействие силы, замедляющей его или ускоряющей. Так как предметы обладают разной массой и соответственно разной инертностью, силы, достаточные для эффективного воздействия, тоже будут различаться.

Состояние ускорения после воздействия силы тяги

Формулы для определения силы тяги

Согласно второму закону Ньютона, сумма сил, воздействующих на движущееся тело, равна массе \(m\) , умноженной на ускорение \(a\) . Универсальной формулы, подходящей для любого сочетания сил, не существует. Чаще всего силу тяги находят с помощью общей формулы \( F_т-\;F_=m\;\times\;a\) , где \(F_т\) — сила тяги, \(F_\) — силы сопротивления.
При решении конкретной задачи силы, воздействующие на тело, схематически изображают в виде векторов. На схеме:

• сила тяжести mg;
• сила реакции опоры \(N\) ;
• сила трения \( F_\) ;
• сила тяги \(F\) .

При нахождении тела на горизонтальной поверхности сила тяжести и сила реакции опоры уравновесят друг друга. Но если транспортное средство движется в гору или под гору, придется учесть влияние уклона. Тогда формула может выглядеть так: \(F_т-\;F_с-\;mg\;\times\;\sin\alpha=m\;\times\;a.\)

Работа A, которую должна совершить сила тяги, сдвигая тело, связана с ней соотношением \(A\;=\;F\;\times\;s\) . \(s\) здесь — расстояние, на которое тело переместилось.

Какое условие должно соблюдаться

Сила тяги всегда должна быть больше противодействующих ей сил.

Формула через мощность

Полезную механическую мощность \(N\) можно вычислить по формуле \(N=F_т\;\times\;v\) , где \(v\) — скорость. Для определения силы тяги нужно разделить мощность на скорость: \(F_т\;=\;\frac N v.\)

Измерение и обозначение силы тяги

Силу тяги обозначают \(F_т\) или \(F\) . Единица измерения — ньютон ( \(Н\) ).
Для решения задач недостаточно измерить усилие, приложенное к объекту, и выразить его конкретным числом, так как сила обладает еще и направлением. Чтобы подчеркнуть, что сила — векторная величина, к буквенному обозначению добавляют стрелку.

Как определить силу тяги двигателя. Примеры решения задач

Задача 1

Автомобиль может разгоняться до 216 км/ч. Максимальная мощность двигателя равна 96 кВт. Определите максимальную силу тяги двигателя.

Решение

Переведем киловатты в ватты, а километры в час — в метры в секунду:

\(F_т\;=\;\frac N v = \frac = 1600 Н\)

Задача 2

Троллейбус весом 12 тонн за 5 секунд проезжает по горизонтальной дороге 10 метров. Сила трения равна 2,4 кН. Определите силу тяги, которую развивает двигатель.

Решение

Переведем тонны в килограммы, а килоньютоны в ньютоны:

\(F_т-\;F_=m\;\times\;a\) , следовательно, \(F_т=m\times a\;+\;F_\)

Чтобы определить ускорение а, воспользуемся формулой \(s\;=\;\frac2\)

Подставив численные значения величин, получаем:

Задача 3

Транспорт, весящий 4 тонны, едет в гору. Уклон — 1 метр на каждые 25 метров пути. \(\mu\) — 0,1 от силы тяжести, \(а = 0\) . Определите силу тяги.

Читайте также: