Үйкеліс коэффициентінің үйкелетін беттердің күйіне тәуелділігін зерттеу, ғылыми жоба

Тақырыбы:

Үйкеліс коэффициентінің үйкелетін беттердің күйіне тәуелділігін зерттеу

Мазмұны                                                                                                          

Кіріспе………………………………………………………………………………..6

І.Негізгі бөлім……………………………………………………………….7

1.1   Үйкелістің механизмі………………………………………………7

1.2   Үйкеліс коэффициенті……………………………………………..7

ІІ.  Тәжірибелік бөлім………………………………………………………8

2.1  Сауалнама………………………………………………………………8

2.2   Әртүрлі тегістіктермен жүргенде аяқ-киім

табандарының сырғану үйкеліс коэффициентін

өлшеу…………………………………………………………………………..9

Аңдатпа

    Зерттеу объектісі:

Аяқ-киім табандарының үйкеліс коэффициенті.

    Жұмыстың мақсаты:

Аяқ-киім табандарының үйкеліс коэфициентінің, табанның материалына байланыстылығын зерттеу.

Гипотеза:

Физика заңдарын колдана отырып үйкеліс коэффициентінің үйкелетін беттердін күйіне тәуелділігін көрсету.

    Зерттеудің міндеттері.                                                                                                                                  

1.Құрғақ үйкелістің теориялық негіздерін зерттеу.                                                                         2.Белгілі аяқ-киім өндірушілерді анықтау және табан материалдары туралы білетіндіктерінің деңгейін және жүргендегі үйкеліске табан материалының әсерін анықтау үшін оқушылар арасында сауалнама жүргізу.                                                                                                          3.Әр-түрлі тегістікте аяқ-киім табанының сырғанау үйкеістігініңкоэффицентін өлшеу.                                                                               4.Алынған өлшемдер нәтижелерін сараптама жасап,аяқ-киімдердің пайдалануының ең тиімді нұсқаларын анықтау.

    Зерттеудің өзектілігі.

Қазіргі заманда дүние  өте көп мөлшерде аяқ-киім шығарылады.Осы сан түрлі көпшілікте адамға таңдау қиынға түседі.Аяқ-киімді сатып алған кезде әдемі,модадағы,ыңғайлы болған,кейіннен   күнделікті кигеннен соң тайғанақ, ыңғайсызға айналды. 

 Аннотация

Цель исследования:

Коэффициент трения обувных подошв. 

Цель работы:

Исследовать связь коэффициента трения обуви к материалу обувной

подошвы. 

Гипотеза: 

Используя законы физики, показать зависимость коэффициенттрения к

трущимся поверхностям. 

Задачи исследования:

1. Исследовать теоретическую основу сухого трения.

2.Определить известные производства обуви и провести между учениками

опрос.

3.Измерить коэффициент трения скольжения подошв обуви на разных

поверхностях.

4.Сделать экспертизу из результатов критерий и определить самый

выгодный вариант использования обуви. 

Актуальность исследования:

В наши времена производятся очень много обуви и человек затрудняется в

выборе. Обувь которая при покупке был красивым, модным и удобным

вскорестановитсяскользким.

Annotation

Object of study:

The coefficient of friction shoe soles.

    Objective:

To investigate the association shoe friction coefficient to the material of the

shoe sole. 

Hypothesis:

Using the laws of physics, to show the dependence of the coefficient of

friction to the friction surfaces. 

Task of study:

1.Investigation of the theoretical basis of dry friction.

2.Determine the famous footwear production and conduct a survery among

students.

3.Mesure the coefficient of sliding friction soles on different surfaces.

4. Make a test examination of the results and determine the most advantageous

option of using the shoes.

The relevance of research: 

In our times, we produced a lot of shoes and people in difficult choices. Shoes

that when buying was beautiful, fashionable and comfortable soon it becomes

Кіріспе 

Үйкеліс-қатты денелердің олардың қатынасты қозғалысында(жылжуында),немесе дененің газтәрізді,сұйық ортада қозғалғандағы бір-біріне әсер ету процессі.Үйкеліс күштерінің әсері механикалық энергияның ішкі энергияға айналуымен өтеді,сол жағдайда түйісіп тұрған денелердің және қоршаған ортаның қызуын шақырады. Зат жоғарғы өткізгіштіктен бөлек жағдайда болғанда үйкелістің электрондық табиғаты болады.

Үйкеліс сыртқы және ішкі болып бөлінеді.

Сыртқы үйкеліс-ол қатты денелердің бір-бірімен түйіскен жерінде денелердің бірге қозғалысын қиындатып және олардың беттеріне жанасымды бағытталған күштер пайда болатын үйкеліс түрі.Сыртқы үйкеліс-статикалық(тыныштық үйкелісі) және кинематикалық(сырғанау үйкелісі және тербелу үйкелісі) деп бөлінеді. Ол  қысатын күш қалыпты қысым күші деп аталады және ол Ньютонның үшінші заңы бойынша қалыпты реакцияға тең.Үйкеліс күші тегістіктер арасындағы түйісу көлеміне байланысты емес және дененің басқа дененің тегістігімен қозғалыс жылдамдығына байланысты емес.

Ішкі үйкеліс (қоюлық)–ол сұйық немесе газдардың қабаттарының арасында өзара қозғалысында пайда болатын қозғалысқа кедергі жасайтын жанасымды бағытталған үйкеліс түрі.

І.Негізгі бөлім 

   1.1 Үйкелістің механизмі. Тегістік беті тегіс болмағандықтан олар жоғарыда тұрған кейбір нүктелерімен  ғана түйіседі.Бұл жерде түйісетін денелердің молекулалары молекулалар аралығындағы қашықтыққа жақындап бір-бірімен байланысады.Денеге қысым жасағанда ғана бөлінетін мықты байланыс құралады.Дене қозғалғанда үнемі байланыстар құрылып үзіледі.Бұл жағдайда молекулалардың тербелулері пайда болады.Ол тербелулерге энергия жұмсалады.

1.2 Үйкеліс коэффициенті.

Үйкеліс коэффиценті-өзара әсер ететін денелердің тегістіктерінің істелген материалдарының қасиеттерімен белгіленетін сүйкеістің негізгі мінездемесі.Үйкеліс күші Fүйк және тірелу реакция күші  N (қалыпты қысым күші) теңсіздікпен байланысты:

F_үйк.≤ µ N

Бұл Амонтон-Кулон заңы деп аталады

Үйкеліс коэффициентін экспериментальді түрде анықтауға болады.  Ол үшіна еңкейтілген жазықтылыққа  денені орналастырып  және күш проекциясы арқылы тыныштық үйкелісінің коэффицентін анықтау керек.

µ= F_үйк/ N, µ = mgsinα/mgcosα

 µ=tgα

Еңкейту бұрышын ұлғайтқанда дене еңкейтілген жазықтықтан сырғанай бастайды,және сырғанау үйкеліс коэффициентін келесі теңсіздік арқылы анықтауға болады: µ≤tgα.

Үйкеліс дененің тегістікпенқозғалу мүмкіншілігін қамтамасыз етеді. Мысалы, жүргенде үйкеліс есебінде табан тегістігінің еденмен тіркелісі пайда болады да,нәтижесінде еденнен итеріліп алға қарай қозғалыс жасалады.Үйкелісті ұлғайту үшін тегістікті бұдырла қылады немесе тегістікті біркелкі болғанша үйкейді.Ал үйкелісті азайту үшін майлауды қолданады.

Аяқ-киім табандарын істеу үшін табиғи материалдар (каучук,тері) және жасанды(резина,полимерлі материалдар) қолданылады.

Табиғи материалдардан жасалған аяқ-киім мен табандар бағасы бойынша қымбат сондықтан әркімге қолжетімді емес. 

ІІ.Тәжірибелік бөлім. 

   2.1 Сауалнама.

Белгілі аяқ-киім өндірушілерді анықтау мақсатымен және табан материалдарының қасиеті туралы қабардарлықтарының деңгейін және жүргенде үйкеліске табан материалының әсерін білу үшін біздің мектептің оқушыларының арасында сауалнама жургізілді. Сауалнама 2019 жылдың сәуір айында өткізілді.

1.Сіз қандай өндірушілердің аяқ-киімін киесіз ?

2.Сіз жүргенде табанның материалы үйкеліске маңызды әсер ететінін білесіз бе?

3.Аяқ-киім алғанда табаны қандай материалдан жасалғанына көңіл  аударасыз ба?

4.Табандар жасалатын әр-түрлі материалдардың физикалық қасиеттері,мінездемелері туралы білесіз бе?

Сауалнамаға біздің мектептің 24 оқушысы қатысты.Сауалнаманың нәтижелерін сараптамалағанда анықталды ең беделді аяқ-киім өндірушілер «Adidas»(25%), «Nike» (33%), «Reebok» (17%) екені анықталды.Сауалнамаға қатысқандарының көбі(25%) аяқ-киім өндірушілерді білмейді,өйткені аяқ-киімді нарықтан алады көбінесе қолдан жасалғандарды.Cауалнамадан өткендер (75%) табанның материалы жүргенде үйкеліске әсер ететінін біледі, бірақ көбі аяқ-киім сатып алғанда табаны қандай материалдан  істелгеніне көңіл аудармайды (71%).Табанның физикалық қасиеттерін білетіндіктерін сұрағанда 84% теріс жауап берді.

   2.2 Әртүрлі тегістіктермен жүргенде аяқ-киім табандарының сырғанау үйкеліс коэффициентін өлшеу.

Өлшеу физикалық эксперимент әдісімен 2019 жылдың ақпан айынан сәуір айына дейін физика кабинетінің лабораториясында және мамандандырылған дүкендерде өткізілді.Өлшеулер екі әдіспен жүргізілді.

1әдіс.Өлшеу жүргізетін құрал- мектеп динамометрі. Экспериментті өткізу әдісі келесі болды: динамометрдің пружинасына  бекітілген аяқ-киімді әртүрлі тегістіктің үстімен (ковролан,линолеум, кафель,цемент)тұрақты күшпен тартты,сонымен қатар үйкеліс күшін өлшеп отырды(аяқ-киімнің табанын алдын-ала техникалық этил спиртімен өңдеді).Содан кейін яақ-киімнің салмағын өлшейді.Ол сандық жағынан қалыпты қысымның күшіне тең.Нәтиженің нақтылығын жоғарлату үшін эксперимент бірнеше рет қайталанды(8-10 рет).Эксперимент жүргізудің ережелері құрғақ,тазатабан және тегістік,бөлменің температурасы 20 градус.Математикалық есептеу арқылы үйкеліс күші мен үйкеліс коэффициентінің ортаңғы мағынасы шығарылды.Ол үшін Амонтон-Кулон формуласы қолданылды.Өлшеулер мен есептеулердің нәтижелері толықтандырылатын таблицаға енгізілді.

Әртүрлі тегістікпен қатынас еткенде табанның үйкеліс сырғанау коэффициенттінің өлшейген нәтижесі.

Тегістік – ковролан

 Тегістік – линолеум

Тегістік – кафель

2әдіс.Аяқ-киімді еңкейту бұрышын өзгертуге болатын еңкейтілген жазыққа орналастырады.Жазықтың бетін әртүрлі материалдардан жасалған:ковролин,линолеум,бетон үлгілерімен жабады.Үстіне аяқ-киімді орналастырады.Жазықтың еңкейту бұрышын ұлғайта отырып еңкейтілген жазықтан аяқ-киім сырғанай бастағанда бұрышты өлшеп алады.Бұрыштардың өлшеуі 5-УМ бұрышөлшеушімен әртүрлі табан түрлеріне 3-5 рет жүргізілді.Содан кейінтеңсіздікпен үйкеліс коэффициентінің мағынасы анықталады.Математикалық есептің көмегімен үйкеліс коэффициентінің орта мағынасы анықталады.Өлшеулердің нәтижесі диаграммаға енгізілді.

Өлшеулер барысында анықталғаны,үйкеліс коэффициенті жоғары каучук,резина,және термоэластопластаністелген табандар,ал үйкеліс коэффициенті төмен табандар- тері мен пластиктан істелгендер.Үйкеліс коэффициенті сапалы табандар,полиуретаннан дайындылғандар.

3әдіс.Зерттеулердіңқортындыэтапы,қысқы уақытта табан материалдарының  әртүрлі тегістктерде үйкеліс коэффициентін өлшеу болды.

Бұл эксперименттің мақсаты жұқа мұз қабатымен жабылған тегісткіктегі үйкеліс коэффициентінің байланыстылығын анықтау.Эксперимент барысында табан материалдарының бұрынғы өлшеулерге қарағанда үйкеліс коэффициенттерінің  төмендеуі анықталды,ал үйкеліс  коэффициентінің бұрынғыдаймаксималды мағынасын сақтағандар ол полиуретанды және термоэластопласты табандар.Барлық өткізілген өлшеулердің күмәнділігі 6% құрады

Алынған өлшеулердің нәтижелерін сараптама жасағанда анықталғаны барлық тегстіктермен ең жақсы қатынас жасайтын табан  материалдары каучуктен,резинадан,полмерлік материалдардан (пластиктен басқа) жасалған  аяқ-киім алу керек.

Қорытынды: 

Қорытындылай келе әртүрлі тегістіктерде табанның материалының үйкеліс коэффициентін біле отырып аяқ-киімнің тиімді нұсқасын таңдап алуға  болады.

Біздің ұсынысымыз:

Мінсіз нұсқа ретінде табандары каучуктен, резинадан,полиуретаннан және ПХВ-дан жасалған аяқ-киімдерді ұсынуға болады