Некрашевич Е.А., Тарасова В.И., ЛИТ, Хабаровск
Предлагаем вниманию читателей еще одну статью учителей Хабаровского Лицея информационных технологий. В ней речь пойдет об опыте работы по формированию у учащихся умения решать физические задачи.
В преподавании физики большое значение придается формированию у школьников умения решать различного рода задачи.
В этой статье хотелось бы остановится на решении задач по динамике, в которых встречается сила трения. Необходимость обратить внимание на этот вопрос возникла при работе в кружке ЗФТШ при МФТИ.
Анализ задач по динамике следует начинать с анализа сил, действующих на данное тело, затем следует определить направление каждой силы, направление движения и ускорения рассматриваемого тела.
Учащиеся четко знают, что движению тела часто препятствуют силы трения и этот факт не задумываясь используют при расстановке сил. Между тем сила трения не всегда тормозит движение. Во многих случаях движение становится возможным именно благодаря ей.
Рассмотрим следующие задачи.
При каком коэффициенте трения человек сможет вбежать на горку высотой h=10 м с углом наклона =0,1 рад за время t=10 с без предварительного разгона. Сопротивлением воздуха пренебречь.
В этом случае, сила трения, действующая на человека, препятствует проскальзыванию и направлена вверх. На человека также действует сила тяжести mg и сила реакции опоры R.
R=mgcos
Сила реакции равна по модулю силе нормального давления N.
Для силы трения получаем:
Fтр = N= mgcos.
Запишем теперь II закон Ньютона, спроектировав все силы на ось 0х:
ma= mgcos-mgsin.
Воспользуемся кинематической формулой и найдем ускорение
Из последних 2-х уравнений получаем:
Если человек не вбегает на горку, а сбегает с нее, то в этом случае сила трения препятствует проскальзыванию и будет тормозить движение.
2. Автомобиль массой 1 т пытается въехать без предварительного разгона на гору с уклоном наклона =30, коэффициент трения между шинами автомобиля и поверхностью горы =0,1. С каким ускорением будет двигаться автомобиль? Считать все колеса ведущими. На рис. показаны силы, действующие на автомобиль на наклонной плоскости. Обращаем внимание на то, что в данном случае сила трения опять направлена по направлению движения автомобиля (в сторону, противоположную движению колеса). В данном случае внешней силой, сообщающей автомобилю ускорение, является сила трения ведущих колес о поверхность дороги, а не сила тяги мотора.
Сила тяги мотора в этом случае является причиной появления движущей силы - силы трения, но сама движущей силой не является.
Найдем Fтр.max = N= mgcos=860 Н.
F=mgsin - сила, препятствующая движению.
F=5000 Н.
=> F>Fтр.max => при любой силе тяги мотора машина не сможет въехать на гору. Колеса будут пробуксовывать. Ускорение автомобиля равно 0.
Таким образом, анализируя решение задач и расставляя силы, надо помнить, что именно благодаря силе трения мы ходим и бегаем, благодаря силе трения движутся автомобили и велосипеды.
В данной статье использованы задачи, которые предлагались на вступительных экзаменах в МФТИ в 1996 г.
Другие работы по теме:
Плавание как вид спорта
Основные понятия и закономерности статического плавания. Плавучесть и равновесие тела и влияющие на них факторы. Сопротивление трения, вихреобразования и волнообразования. Динамическое взаимодействие тела с водой. Сопротивление трения тела пловца в воде.
Взаимодействие тел 2
Text Text Простые наблюдения и опыты, например с тележками (рис. 3), приводят к следующим качественным заключениям: а) тело, на которое другие тела не действуют, сохраняет свою скорость неизменной; б) ускорение тела возникает под действием других тел, но зависит и от самого тела; в) действия тел друг на друга всегда носят характер взаимодействия.
Что изучает механика
Text Graphics Механика изучает механическое движение тел Graphics Система координат, связанная с телом отсчета, и часы для отсчета времени образуют
Кинетическая энергия
ЭНЕРГИЯ. Цель урока: учащиеся должны знать понятие энергии, кинетической энергии и единицы ее измерения. Тип урока: комбинированный. План изучения нового материала.
Законы сохранения энергии и момента импульса
СОДЕРЖАНИЕ Раздел 1. Краткие сведения теоретического характера Раздел 2. Расчетная часть Раздел 1. Краткие сведения теоретического характера ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ И МОМЕНТА ИМПУЛЬСА
Физика. Билеты к экзамену за 9 класс
Физика 9 кл. Бровкиной Билет №1 Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение материальной точки. Лабораторная работа. Определение коэффициента трения скольжения.
Определение коэффициента трения скольжения
Лабораторная работа №1. Тема: Определение коэффициента трения скольжения Цель Ознакомиться с приближенными методами определения коэффициента трения скольжения; определить коэффициент трения скольжения различных материалов.
Физика. Билеты к экзамену за 9 класс
Физика 9 кл. Бровкиной Билет №1 Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение материальной точки. Лабораторная работа. Определение коэффициента трения скольжения.
Физика (7-10 классы)
Магнитная индукция B = F/Il = M/IS, где M – момент сил Справочные таблицы по физике Сила Ампера F = Ibl Сила Лоренца
Физика
Механическое движение. V= S/t S =Vt t =S/V Где: Скорость(км/ч), Расстояние(км), Время(ч). …………………………………………………………………………………………… Плотность и Объём.
Устройство Подводных лодок
Лунин Александр Сергеевич 7 класс «Б» 05.04.2000 Подводные лодки. По закону Архимеда на любое тело, погружённое в жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, которую это тело вытесняет.
Механика
F=0 F=ma F=ma Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если действие на него других тел скомпенсировано.
Вязкость газов в вакуумной технике
При перемещение твердого тела со скоростью за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения В области низкого вакуума весь газ между подвижной 2 и неподвижной 1 пластинами ( рис 1 ) можно разделить на слои толщиной
Все формулы школьной физики
Механика кинематика движение по окружности закон всемирного тяготения закон Гука сила трения сила и импульс закон сохранения импульса закон сохранения энергии
Кинематика материальной точки 3
Кинематика материальной точки. .Понятие относительности перемещения материальной точки (тела), системы отсчёта Движение изменения взаимного расположения тел или матер. Точек.Т.е. мы рассматриваем движение матер точки относительно какого-либо тела или системы тел.
Коэффициент трения и методы его расчета
Трение как процесс взаимодействия твердых тел при относительном движении либо при движении твердого тела в газообразной или жидкой среде. Виды трения, расчет трения покоя, скольжения и качения. Расчет коэффициентов трения для различных пар поверхностей.
Решение задач по теоретической механике
Определение величины сил, приложенных к отдельным участкам конструкции, силы трения, нормальной реакции. Вычисление положения точки на траектории в рассматриваемый момент времени. Применение теоремы об изменении количества движения к механической системе.
Коэффициент трения и методы его расчета
Научно-практическая конференция ТЕМА: Коэффициент трения и методы его расчета Пенза 2010 г. Содержание I глава. Теоретическая часть 1. Виды трения, коэффициент трения
Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)
Знакомство с винтовыми механизмами. Зависимость коэффициента полезного действия винтовой пары от величины осевой и эксцентричной нагрузки на гайку. Кинематическая схема установки. Достоинства винтовых передач: простота конструкции, компактность.
Закон инерции
Выявлена ошибочность понимания 1-го закона физики, называемого также первым законом Ньютона или законом инерции Галилея.
Сила трения
С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем. Но несмотря на ту большую роль, которую играет трение в нашей жизни, до сих пор не создана достаточно полная картина возникновения трения.
Смазки при обработке металлов давлением
При обработке давлением широко применяют смазки. Основное значение смазки - снижение коэффициентов трения. Смазка образует промежуточный слой между деформируемым телом и инструментом, полностью или частично изолирующий их друг от друга. Если смазка полностью изолирует трущиеся поверхности, то получается трение жидкостное.
Попеременный двухшажный ход
оссийская осударственная кадемия изической ультуры Кафедра ___________________________________ Реферат на тему: “ Анатомический анализ попеременного двухшажного хода.”
Понятия и Законы электростатики
IV правовой курс Понятия и Законы электростатики. выполнил: Скородумов Денис Сергеевич г. Донецк 2002 г. Понятия и Законы электростатики. Электризация –
ГИА физика 2010 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация 2010 года (в новой форме) по ФИЗИКЕ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы Кодификатор
ГИА физика 2009 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация выпускников IX классов общеобразовательных учреждений 2009 г. (в новой форме) по ФИЗИКЕ Кодификатор элементов содержания по физике
Виды взаимодействия
Существует 4 не сводящихся друг к другу вида взаимодействий. Это гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. В физике причиной изменения движения тел является сила. Исследуя окружающий нас мир, мы можем заметить множество разнообразных сил: сила тяжести, сила сжатия пружины, сила, возникающая при столкновении тел, сила трения и другие.