Kontakta författare

Vilka ytor skapar mest friktion?

Friktion är något vi upplever varje dag, men att förstå det, än mindre att förklara det, blir svårt. Dessa experiment hjälper till att lära sig begreppet friktion och göra det lättare för barnen att förstå.

Testa vilka ytor som skapar mer friktion, se hur stark friktion är, lära dig att minska friktionen och till och med upptäcka biverkningarna av friktion.

Förklarar friktion

Fyra typer av friktion

  • Fluidfriktion - friktion som inträffar när ett föremål rör sig genom en vätska eller gas.
  • Glidfriktion - friktion som uppstår när två ytor glider över varandra.
  • Rullningsfriktion - friktion som produceras när ett cirkulärt objekt rullar över en annan yta.
  • Statisk friktion - friktion som appliceras på ett objekt som inte rör sig.

Ok, vad är friktion ändå?

De flesta har svårt att förstå friktion eftersom termen används för att beskriva en kraft som fungerar på många olika sätt.

  • Utan att bli för teknisk är friktion helt enkelt en kraft som minskar rörelsen mellan föremål som är i kontakt med varandra. Så friktion stoppar eller bromsar rörelsen.
  • I allmänhet, ju jämnare ett objekt, desto mindre friktion skapar det. Ju hårdare ytan på ett föremål är, desto mer friktion kommer att alstras. Ytans vinkel och objektets vikt kan också påverka friktionen.
  • Det finns tillfällen när mer friktion är bäst, som när du trycker på bromsarna i en bil. Och det finns tillfällen när du vill ha mindre friktion, som när du går ner i en vattenrutschbana.

Nu när vi har pratat om vad som är friktion, låt oss undersöka hur det fungerar med följande experiment.

Telefonbok-friktionsexperiment

Starkare än lim

Vävda sidor med böcker kommer att hålla samman så tätt att de inte kan dras isär.

Telefonbok friktion

material:

  • 2 telefonböcker i samma storlek (2 böcker med mjuka omslag fungerar)

Detta experiment testades på showen Mythbusters. Telefonböckerna skulle inte gå sönder med alla Mythbusters-prylar och till och med fästa telefonböckerna mellan två bilar. Det tog två stridsvagnar för att dra böckerna isär. Det är så stark friktion som kan vara.

Telefonböcker är vad som vanligtvis används för detta experiment, men alla böcker med massor av sidor (100+) och mjuka omslag fungerar. Läroböcker fungerar bra också. Det viktigaste du vill ha är två böcker av ungefär samma storlek.

  1. Innan du börjar, bara halva böckerna och lägg dem ihop för att visa hur lätt de kommer att bryta isär på det sättet.
  2. Flera in sidorna genom att växla en sida från varje bok. Sidorna i böckerna kommer att vävas och ryggarna kommer att vända utåt. Se till att flera tum av sidorna överlappar varandra. Så du lägger omslaget till bok A och sedan omslaget till bok B över det. Sedan baksidan av bok A och baksidan i bok B. Sedan nästa sida och så vidare tills böckernas sidor är vävda samman.
  3. Du behöver faktiskt inte göra varje sida för att experimentet ska fungera. Du kan väva några sidor åt gången så att det inte kommer att bli en process hela dagen.
  4. Ta nu en av bokens ryggar och låt en vän ta tag i den andra ryggraden. Dra i böckerna för att se om du kan dra dem isär. Spela en dragkamp med böckerna.

Böckerna kommer att hålla sig ihop som lim eftersom varje sida utövar friktion mot sidan från den andra boken. När den kombinerade friktionen från var och en av sidorna läggs upp motsvarar den en stor kraft.

Gör några tester med sammanflätning av sidorna. Tänk om du bara väver var tionde sida eller vart tjugo? Är kraften fortfarande lika stark? Vilken är den minsta mängden vävning som krävs för att producera den limliknande effekten?

När du är klar med experimentet, lossa bara sidorna en efter en för att släppa böckerna. De behöver inte hålla sig fast för alltid!

Vilket stycke flyter bäst?

Flytande papper Air Fricton

material:

  • Två pappersbitar
  • Timer (valfritt)

Luftfriktion (luftmotstånd eller drag) är en typ av vätskefriktion. Detta är ett mycket enkelt sätt att visa friktion i handling. Formen på papperet kommer att bestämma hur mycket friktion som orsakas när det faller.

  1. Vatt en av pappersbitarna i en boll. Lämna det andra papperet som normalt. Ha någon redo med en timer om du vill göra mätningar.
  2. Håll pappersbitarna ovanför huvudet.
  3. Släpp bitarna på samma gång.

Det vadderade stycket faller omedelbart till marken. Det plana papperet kommer att fälla ner långsammare eftersom det har mer ytarea för att skapa friktion eller dra i luften när den tappar.

Du kan också försöka släppa papperstycken från en högre plats, som när du står på ett bord eller över en balkong. Blir tidsskillnaden mer synlig på det här sättet? Prova andra pappersformer. Vilka skillnader gör dessa? Hur kan du falla snabbare? Hur kan du få den att sjunka långsammare?

Håller upp ris med friktion

Det flyter!

Klicka på miniatyrbild för att se full storlek

Håller upp flaskan med bara en pinnar!

Klibbig risfriktion

material:

  1. Flaska (cirka 20 oz storlek)
  2. Torra ris
  3. Matpinne

Du kan inte hålla upp en flaska ris med bara en ätpinnar, eller hur? Du kan faktiskt göra det om du känner till knepet till friktion.

  1. För att börja, fyll flaskan med ris. Försök att hålla pinnen i flaskan. Vad händer när du tar tag i pinnar och drar upp? Pinnen borde bara komma ut.
  2. Hur får du riset att klibba fast i pinnar så att du bara kan plocka upp det? Du måste lägga till mer friktion. Så här gör du: Lägg locket på flaskan och knacka på bottnen på en hård yta. Gör detta några gånger för att kompaktera riset och bli av med luftfickorna. Nu borde du ha utrymme att lägga till lite mer ris i flaskan.
  3. När du har lagt till lite mer ris, sticker du ätpinnen tillbaka i flaskan. Den här gången, när du tar upp pinnarna, ska du kunna hämta hela flaskan.
  4. Om det fortfarande inte klistrar, försök att knacka på botten igen. Du kanske måste lägga till mer ris också. Ibland hjälper det att låta risen sätta sig i ungefär en timme om det inte verkar fungera.

Hur fungerar det? Att komprimera riset och lägga till lite mer skapade mer friktion när du sätter tillbaka ätpinnen. Så riset hade ett fastare grepp på pinnen.

Klicka på miniatyrbild för att se full storlek

Glidande friktion

material:

  • Slide (eller ramp)
  • Objekt som ska testas (leksaksbil, sko, papper, bok, boll, block etc.)
  • Vatten (valfritt)

Du kan testa hur mycket friktion en produkt kommer att producera genom att gå till en lekplats. Du kan också göra detta experiment på en ramp.

  1. Samla några objekt som ska testas. Du vill ha ett brett utbud av material som en leksaksbil, boll, bok, sko med gummisula, ett träkloss.
  2. Lägg varje objekt högst upp på bilden eller rampen och låt det falla ner på egen hand. Ge det inte ett tryck. Mät hur långt det gick.
  3. Du kan försöka att väta bilden och sedan testa föremålen igen för att se om de gick längre än tidigare. Du kan tejpa sandpapper på objektglaset eller rampen och se hur det påverkar avståndet föremålen går. Spraya eller gnugga olja på objektglaset är ett annat bra sätt att testa friktion.

Vilka objekt glider bäst? Vilka material glider som värst? Vad säger detta dig om friktion?

Hur kommer bilen att prestera på rampen med sandpapper? |
Klicka på miniatyrbild för att se full storlek

Statisk friktionsexperiment

Statisk friktionsexperiment

material:

  • Sko
  • Gummiband
  • Linjal eller måttband
  • Vikt (något att lägga i skon för att göra den tyngre, som stenar)
  • Aluminiumfolie (tillval)
  • Kokspray eller olja (tillval)

Detta är ett bra projekt för äldre barn som studerar krafterna för friktion och rörelse mer djup. Det är lätt att göra, men kan lära mycket.

När ett objekt inte rör sig har det statisk friktion. Det kommer att kräva en viss mängd kraft för att få föremålet att röra sig. Mängden kraft det kommer att ta beror på ytorna och objektets vikt, bland andra faktorer.

För att testa hur mycket kraft som behövs för att övervinna statisk friktion, kan du försöka dra en sko över olika ytor.

  1. Skär ett gummiband i hälften.
  2. Bind den ena änden till en sko.
  3. Drag i den andra änden av gummibandet tills skon börjar röra sig.
  4. Mät hur långt gummibandet måste sträcka sig för att skon skulle röra sig.
  5. Lägg nu något i skon så att den blir tyngre, som stenar eller små träbitar. Försök dra i skon för att se hur långt gummibandet måste sträcka sig innan skon börjar röra sig.
  6. Tejp lite aluminiumfolie till marken. Dra skon över den och mät gummibandet. Försök olja aluminiumfolien. Hur hårt behöver du för att dra gummibandet nu?
  7. Du kan också prova att dra skon över salt eller gräs eller annan typ av terräng för att se hur lätt eller svårt det är att få skonet att röra sig.
  8. Du kan till och med prova is. Fyll ett kakark med vatten och lägg det försiktigt i frysen i flera timmar. När det är ett fast isis, försök att dra skon över den.

Vad händer om du provar en sko med en annan sulansort? Vad säger detta dig om dragkraft och friktion?

Kan du göra eld?

Klicka på miniatyrbild för att se full storlek

Gnid ihop pinnarna.

Barken kommer så småningom att gnida av.

Uppvärmd friktion

material:

  • 2 pinnar

När två föremål gnuggas mot varandra kan friktionen producera värme. Du kan visa detta genom att gnida ihop två pinnar. Detta är ett gammaldags sätt att elda.

  1. Ta två pinnar och gnugga dem i en fram och tillbaka rörelse, typ av sågning.
  2. Gnid så snabbt du kan i cirka 30 sekunder till en minut.
  3. Använd din hand för att känna var pinnarna gnuglade mot varandra. Du kommer att kunna känna värme.

Du kommer förmodligen inte att kunna elda på detta sätt, men du kan förstå friktion från det. Friktionen gnider till och med en del av barken från pinnen. Det är ett bra sätt att demonstrera hur friktion kan värma upp föremål när de kommer i kontakt med varandra och hur friktion kan slita bort föremål efter en tid.

Om du verkligen vill elda med friktion kan du prova några av metoderna på campfiredude.com.

Salt och marmor pussel

Upp till toppen!

Klicka på miniatyrbild för att se full storlek

Minska friktion med salt och en marmor

material:

  • Provrör med lock (eller en långsträckt flaska eller burk med lock)
  • Salt
  • Marmor eller gumball

Vi har testat friktionen som produceras av ytor och sett sätt att öka friktionen. Nåväl, här är ett experiment som minskar friktion.

  1. Lägg marmorn (eller gumball) i botten av flaskan eller röret.
  2. Fyll röret ungefär 3/4 av vägen full med saltet.
  3. Skruva fast locket ordentligt.
  4. Försök att få marmorn till toppen av flaskan. Lättare sagt än gjort, eller hur?
  5. Tricket är allt i hur du flyttar flaskan. Försök skaka flaskan rakt upp och ner. Se upp för att marmorn ska gå upp till toppen.

Det fungerar eftersom friktionen minskar när flaskan skakas. Alla partiklar rör sig runt och marmorn är fri att röra sig.

Du kan försöka få priserna ur spannmålslådorna på samma sätt. Skaka lådan rakt upp och ner tills priset går till toppen av lådan.

Friktionsfråga

Vilket friktionsexperiment ska du sätta i rörelse?

  • Jag ska flyta lite ris.
  • Att hålla ihop böcker låter roligt.
  • Det är bra med mig att värma upp pinnar.
  • Jag ska prova marmortricket.
  • Jag tänker bara skjuta några saker.
  • Papper kommer att flyga överallt.
Se resultat

Fler friktionsexperiment

  • Lär dig om friktion med rörliga delar genom att göra kullager.
  • Hitta friktionslektioner och spela interaktiva datorspel med friktion.
  • Testa friktion i vardagen med dessa enkla aktiviteter:
  1. Håll handen ut genom bilfönstret när det rör sig. Hur påverkar flyttningen av handen i olika positioner vätskefriktionen eller skapar drag?
  2. Försök att glida på golvet i strumpor. Varför fungerar inte glidning på golvet med de flesta typer av skor?
  3. Använd friktion för att skapa statisk elektricitet genom att gnugga en ballong på håret. Vilka andra typer av material skapar statisk elektricitet när du gnuggar ballongen på dem?
  4. Radern arbetar med friktion. Skaffa några raderbara pennor och utforska hur friktion bär bort ytorna.
  5. Gå till en lekplats och glida ner eldstången. Pröva det med byxor på och sedan med shorts så att dina nakna ben är mot stolpen. Varför gör det en skillnad?