Катушка-ползушка
Полезно трение или вредно? Чтобы лучше это понять, сделай катушку-ползушку. Это - самая простая игрушка с резиновым мотором.
Оборудование: деревянная катушка от ниток, резинка
Порядок выполнения работы:
1. Перочинным ножом зазубрить края обеих щечек катушки.
2. Полоску резинки длиной 70-80 мм сложить пополам и протолкнуть в отверстие катушки. В петлю резинки, которая выглядывает с одного конца, заложить обломок спички длиной 15 мм.
3. К другой щечке катушки приложить шайбу из мыла. Вырезать кружок из твердого, сухого обмылка толщиной около 3 мм. Диаметр кружка нужен около 15 мм, диаметр отверстия в нем - 3 мм.
4. На мыльную шайбу положить новенький, блестящий стальной гвоздь длиной 50-60 мм и поверх этого гвоздя связать концы резинки надежным узлом.
5. Поворачивая гвоздь, завести катушку-ползушку до тех пор, пока не начнет прокручиваться обломок спички о другой стороны.
6. Поставьте катушку на пол. Резинка, раскручиваясь, повезет катушку, а конец гвоздя будет скользить по полу!
Если нет катушки, можно сделать с пузырьком. Нужно два, так как роль колес будут играть пластиковые крышки.
Объяснение: Наигравшись с катушкой-ползушкой, вспомни, что это не просто игрушка, а научный прибор. Мы сделали этот прибор, чтобы лучше познакомиться с трением. Где же здесь встречается трение?
Начнем с обломка спички. Когда заводишь резинку, она натягивается и все крепче прижимает обломок к щечке катушки. Между обломком и щечкой имеется трение. Если бы этого трения не было, обломок спички, вертелся бы совершенно свободно, и катушку-ползушку вообще не удалось бы завести, даже на один оборот. А чтобы она заводилась еще лучше, можно прорезать в щечке ложбинку для спички. Значит, здесь трение полезно. Оно помогает работе сделанного нами механизма.
А с другой щечкой катушки дело обстоит совершенно наоборот. Здесь гвоздь должен вращаться как можно легче, как можно свободнее. Чем легче он скользит по щечке, тем дальше уедет катушка-ползушка. Значит, здесь трение вредно. Оно мешает работе механизма. Его нужно уменьшить. Поэтому-то и подложена между щечкой и гвоздем мыльная шайба. Она уменьшает трение, она играет роль смазки.
Теперь рассмотрим края щечек. Это "колеса" нашей игрушки. Мы их зазубрили ножом. Для чего? Да для того, чтобы они лучше сцеплялись с полом, чтобы не "буксовали", как говорят машинисты и шоферы.
Да, есть у них такое словечко. Ведь в дождь или в гололед колеса локомотива буксуют, прокручиваются на рельсах, не может он взять с места тяжелый состав. Приходится машинисту включать приспособление, которое сыплет на рельсы песок. Для чего? Да для того, чтобы увеличить трение. И при торможении в гололед на рельсы тоже сыплется песок. Иначе и не остановишь. А на колеса автомобиля при езде по скользкой дороге надевают специальные цепи. Они тоже увеличивают трение, улучшают сцепление колес с дорогой.
Вспомни: трение останавливает автомобиль, когда кончится весь бензин. Но если бы не было трения колес о дорогу, автомобиль и с полным баком бензина не смог бы тронуться с места. Его колеса проворачивались бы, буксовали бы, словно на льду.
Наконец, у катушки-ползушки есть трение еще в одном месте. Это трение конца гвоздя об пол, по которому он ползет вслед за катушкой. Вот это трение - вредное. Оно мешает, оно задерживает движение катушки. Но тут трудно что-либо сделать. Разве что отшлифовать конец гвоздя мелкой шкуркой.
Как ни проста наша игрушка, она помогла разобраться. Там, где части механизма должны двигаться, трение вредно и его надо уменьшать. А там, где части не должны двигаться, где нужно хорошее сцепление, там трение полезно и его нужно увеличивать. И еще трение необходимо в тормозах. У ползушки их нет, она и так едва ползет. А у всех настоящих колесных машин тормоза есть: без тормозов ездить было бы слишком опасно.