Zjawisko tarcia

Pomoce:

  • jednakowe drewniane klocki
  • taśma klejąca
  • pinezki
  • kawałek papieru ściernego
  • kawałek materiału (na zdjęciach użyta: frota)

Zjawisko tarcia występuje w wielu sytuacjach życia codziennego – chodząc pocieramy stopami o podłogę – to dzięki zjawisku tarcia nie potykamy się i nie upadamy. Gdyby nie zjawisko tarcia, a więc hamowania ruchu (wytracania siły) współczesne hamulce musiałyby działać zupełnie inaczej.

Chcąc pokazać dzieciom zjawisko tarcia wystarczy kilka razy szybko potrzeć suche dłonie. Wytwarzane ciepło jest efektem ubocznym zjawiska tarcia (to zamiana energii mechanicznej w energię cieplną).

Przeprowadźmy eksperyment, którego celem będzie uzmysłowienie, że tarcie można zminimalizować za pomocą smaru (którego rolę może pełnić olej). Na metalową tackę połóżmy drewniany klocek i zacznijmy go przesuwać raz w jedną, raz w drugą stronę – jednocześnie dociskając go do tacki. Po kilku próbach wylejmy na powierzchnię tacki olej i sprawdźmy czy przy podobnym naciskaniu na powierzchnię ruch klocka wydaje się nam łagodniejszy (lżej na jest pocierać).

Teraz przeprowadźmy szereg eksperymentów – dla ustalenia jak zmienia się ruch pod wpływem zmiany materiału. W pierwszym eksperymencie użyjemy dwóch klocków – do jednego przybijemy przykleimy folię, a do drugiego zamocujmy za pomocą pinesek materiał – papier ścierny (analogicznie do tego jak wygląda to na zdjęciu).

ładuję zdjęcie...
Ustawmy teraz oba klocki w równej odległości od krawędzi stołu i powoli unośmy stół tak, aby klocki spadły.

ładuję zdjęcie...
Klocek, który spadnie jako pierwszy możemy określić jako ten, na który działa mniejsze zjawisko tarcia (zapewne będzie to papier ścierny) – dlaczego? Dlatego, że w dużym powiększeniu – powierzchnia stykowa, a więc liczba punktów w których klocek styka się z powierzchnią stołu jest różna w obu klockach) – w przypadku papieru ściernego jest mniejsza.

Gdy pierwszy eksperyment już mamy za sobą, każdy następny będzie tylko jego modyfikacją. Możemy bowiem porównywać klocek podbity papierem ściernym z innymi klockami, z innymi podbiciami. Dla przykładu:

  • podbity papierem typu 80 gm
  • podbity materiałem typu frota
  • bez podbicia – ustawiamy klocek na jednej z powierzchni drewnianej

Prowadzenia tego typu eksperymentów może odbywać się poprzez zestawienie dwóch, trzech lub większej liczby przedmiotów. Proszę jednak pamiętać, że im więcej jest przedmiotów do porównania tym trudniej o sformułowanie prawidłowych hipotez. Lepiej jest przeprowadzać eksperymenty z mniejszą liczbą klocków (grup) do porównania.