Физическая викторина. Механика. Трение
* Задачи, не требующие для решения эксперимента, отмечены звездочкой. Решая такие задачи, можно использовать рисунки (если они есть в задании), выводя их на экран.
1*. Всегда ли сила трения тормозит движение тела? Может ли сила трения быть движущей силой?
2. Для уменьшения трения концы осей зубчатых колес в часах стремятся делать возможно тоньше. Не противоречит ли это известному факту, что трение практически не зависит от величины соприкасающихся поверхностей?
3. Цилиндрический ящик диаметром 20 см и высотой 7 см наполнен песком. В песок зарыта легкая фигурка с грузом на ногах, а на его поверхность положен металлический шарик. При встряхивании ящика фигурка высовывается из песка, а шарик тонет в нем. Объяснить явление.
Примечание. Встряхивать ящик можно с помощью центробежной машины, связанной с ящиком эксцентрическим шарниром (рис.).
4. Один из участников викторины удерживает в горизонтальном положении метровую деревянную линейку двумя вытянутыми указательными пальцами, расположенными у ее концов. Нарушится ли равновесие линейки, если, оставляя одну руку неподвижной, приближать к ней другую или если сближать обе руки?
5. Из жести или дерева изготовить яйцо, состоящее из двух соединяющихся половинок с отверстиями по диаметру, через которые пропустить нить. В центре яйца перпендикулярно нити (рис.) укрепить пробку. Один конец нити прикрепить к стене, другой взять в руку. При слабом натяжении яйцо будет быстро скользить вниз. Натягивая нить, его можно остановить в любом месте. Разгадать «секрет» устройства этого прибора.
Ответы
1*. Может. Например, у тепловозов, автомобилей, мотоциклов силой тяги является сила трения ведущих колес о рельсы или полотно дороги. Предметы на ленте конвейера приводятся в движение и движутся под влиянием силы трения.
2. При уменьшении радиуса оси часового колеса уменьшается момент силы трения относительно ее центра, а, следовательно, становятся меньше и потери на работу против сил трения.
3. При встряхивании песка ослабляются силы трения между песчинками, он становится удобоподвижным и приобретает свойства жидкости. Поэтому тяжелые тела «тонут» в песке, а легкие «всплывают».
4. Скользит под линейкой лишь тот палец, который отстоит дальше от центра тяжести линейки, так как он испытывает меньшую нагрузку и меньшее трение. Его скольжение прекращается, как только он окажется ближе к центру тяжести линейки, чем другой палец. Тогда начинает скользить этот последний. Так пальцы несколько раз меняются ролями, причем линейка все время сохраняет равновесие.
5. При натяжении нити сила трения ее о пробку увеличивается и яйцо останавливается.