Проекты

Исследование магнитного трения

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Машиностроение и транспорт. Робототехника»

Направление работы: Машиностроение и транспорт
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1770
Предметы: Физика
Классы: 7 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Самую большую полезную работу с помощью силы трения совершают локомотивы. Сила трения движущих колес локомотива с рельсами – это главное условие работы локомотива. Сила трения зависит от ряда условий: например, является рельс сухим или влажным, чистым или посыпанным песком; с какой скоростью движется поезд; какова сила давления колеса на рельс и так далее. Падающие осенние листья, роса, дождь, грязь и машинное масло заметно снижают коэффициент трения. Первые испытания тепловоза с электромагнитным устройством повышения сцепления проводились в 1976 году. Электромагнитное поле проходило через колеса и рельсы. Но до сих пор эта тема находится в стадии разработки.

Цель

Изучение магнитного трения и факторов, влияющих на величину этого вида трения. 

Задачи

1. Осуществить сбор и систематизацию теоретического материала по данной теме.

2. Выяснить факторы, от которых зависит сила магнитного трения.

3. Провести эксперименты по изучению силы магнитного трения.

4. Обобщить и проанализировать полученные результаты.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Магнитные листы формата А4

• Магнитные ленты

• Неодимовые магниты

• Динамометр

• Грузы 100 г

• Деревянный брусок

Описание

Проведены следующие эксперименты:

Выяснили, как зависит сила трения от площади соприкосновения тел. Для этого измерили силу трения при скольжении бруска на разных гранях:

 

Изучили силу трения скольжения бруска по магнитному листу.

Сравнили на опыте действие силы трения скольжения дерево-магнитный лист при увеличении веса. Вес бруска 0,6 Н.

Поместили брусок на магнитный лист. Прикрепили динамометр к бруску и начали его равномерно двигать, чтобы показания динамометра не менялись.

Взяли магнитную ленту и закрепили ее на трущуюся поверхность бруска. Посмотрим силу трения магнитной ленты об магнитный лист при том же весе.

 

Изучили силу трения качения при добавлении магнитных лент на колеса.

Сравнили на опыте действие силы трения качения дерево-магнитный лист при увеличении веса. Вес деревянной игрушечной машинки 1,4 Н.

Взяли магнитную ленту и закрепили ее на все 4 колеса машинки. Посмотрим силу трения магнитной ленты об магнитный лист при том же весе.

 

Изучили силу трения качения при добавлении неодимовых магнитов на колеса.

Сравнили на опыте действие силы трения качения дерево-магнитный лист при увеличении веса. Вес деревянной игрушечной машинки 1,4 Н

Взяли неодимовые магниты и закрепили их на все 4 колеса машинки. Посмотрим силу трения магнитной ленты об магнитный лист при том же весе

 

Результаты работы/выводы

1.         Сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей.

2.         Сила трения зависит от магнитного поля трущихся тел.

3.         При наличии магнитного поля увеличивается и сила трения скольжения, и сила трения качения.

Перспективы использования результатов работы

Можно использовать полученные данные при изготовлении локомотивов и вагонов. Вместо пневматической системы подачи песка можно использовать силу магнитного притяжения. Магнитное поле должно быть регулируемым. Сильным, чтобы локомотив тронулся с места или смог подняться по затяжному подъему. И его не должно быть на прямых участках дороги. Магнитное поле можно также включать при экстренном торможении для лучшего контакта с рельсами. Для этого идеально подойдет магнитное поле электрического тока.