Самозатягивающиеся узлы и замки

Цели проекта

1. Изучение условий, при которых действующая на ленту или верёвку (или со стороны ленты или верёвки) сила трения возрастает с увеличением силы натяжения.

2. Рассмотрение практического применения данного явления.

Задачи проекта

1. Исследование зависимости силы трения от силы натяжения.

2. Изготовление устройства «таинственный захват».

3. Изучение самозатягивающихся узлов и замков.

Оборудование

1. Самозатягивающийся замок от туристического рюкзака, капроновая стропа по ширине замка, два набора грузов, штатив с лапкой.

2. Пуговица с двумя отверстиями и прочная нить или тонкая верёвка, которая свободно проходит в эти отверстия.

3. Капсула от «Киндер-сюрприза», прочная нить, грузы разной массы.

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОЕКТА

1. На рисунке 1 показана натянутая верёвка, огибающая препятствие. Объясните, почему модуль силы нормальной реакции , действующей на верёвку со стороны этого препятствия, пропорционален модулю силы натяжения верёвки .

2. Объясните, почему при увеличении силы натяжения верёвки увеличивается действующая на неё сила трения, если верёвку перемещают или пытаются перемещать поперёк препятствия.

3. Изготовьте самозатягивающийся узел (рис. 2) и исследуйте его свойства.

4. Прикрепите нить к штативу и проденьте её через оба отверстия пуговицы (рис. 3, а, изображено в разрезе). Объясните, почему чем больше натяжение верёвки, тем труднее перемещать пуговицу вдоль неё.

Углублённый уровень

5. Один конец капроновой ленты закрепите на лапке штатива, а саму ленту проденьте в замок от рюкзака, как показано на рисунке 3, б.

6. Проверьте возможность сравнительно свободного скольжения замка по ленте, когда она не натянута. Используя два набора грузов, найдите зависимость силы трения между замком и лентой от силы натяжения ленты.

7. Изучите на опыте свойства самозатягивающегося замка (рис. 3, в). Сравните наблюдаемые явления с «заклиниванием», описанным в § 20. Исходя из этого сравнения, дайте общее объяснение самозатягивающимся узлам.

8. Изготовьте устройство «Таинственный захват». Для этого проделайте в торцах капсулы от «Киндер-сюрприза» отверстия и проденьте сквозь них нить так, чтобы внутри капсулы нить проходила через два отверстия в пуговице. Закройте капсулу, чтобы «секрет» устройства не был виден. К одному концу верёвки привяжите лёгкий груз, а к другому — тяжёлый. Предложите зрителям объяснить, почему капсула будет скользить по верёвке, если держать всё устройство за тяжёлый груз, и будет покоиться в любом месте на верёвке, если держать устройство за лёгкий груз.

Загрузите архив «Таинственный захват» с сайта Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов http://school- collection. edu.ru/catalog/rubr/6ff32 34е-18е5-1 ldc-8314- 0800200c9a66/110805/?&onpage=20&onpage=20&page=3, а затем откройте файл 74.avi.

Подготовьте презентацию о выполнении проекта.