Методичні зауваження. Вивчення тертя в курсі фізики середньої школи обмежується викладом тих коротких відомостей про тертя і його природу, які подано в підручнику з фізики. Часто не розрізняють статичного тертя від тертя руху, не вводять поняття про кут тертя і конус тертя, не з'ясовують фізичного змісту цих понять, які часто зустрічаються в технічній літературі. Звичайно, такий виклад не відповідає вимогам про зв'язок навчання з життям. Пояснюється це частково відсутністю потрібного наочного приладдя у фізичних кабінетах. Вивчаючи тертя, слід докладніше спинитися на поясненні при демонстрації дослідів. Учні повинні з дослідів, переконатися, від чого залежить сила тертя і коефіцієнт тертя. Слід також підкреслити, що закони тертя і природа цього явища на кожному етапі розвитку науки пізнаються глибше і можуть бути з'ясовані на підставі нових даних про природу речовини.
У підручниках дано тільки зовнішню характеристику явища тертя, тобто звертається увага тільки на механічну сторону цього явища — зменшення швидкості руху тіла. Тут слід звернути увагу учнів на те, що під час тертя відбувається по суті перетворення механічної енер¬гії (руху) в молекулярний рух (або в тепло). Ф. Енгельс з цього приводу писав: «...тертя і удар являють собою дві форми перетворення кінетичної енергії в молекулярну енергію, в теплоту. Таким чином, у кожному випадку тертя кінетична енергія як така зникає, щоб з'явитися знову не у вигляді потенціальної енергії, в розумінні динаміки, а як молекулярний рух у певній формі теплоти».
З цих міркувань, тертя поділяють на внутрішнє, коли механічні види енергії перетворюються в тепло в кожній точці деякого об'єму, і зовнішнє, колії тепло виділяється тільки вздовж поверхні, що розділяє два тіла, по якій відбувається ковзання. Прикладом внутрішнього тертя є тертя в однорідних газах і рідинах; сюди також належить тертя твердих тіл, розділених змащуючим шаром, не меншим як 0,1 мікрона. Прикладом зовнішнього тертя може бути тертя не змащених по¬верхонь двох твердих тіл.
Слід також звернути увагу на те, що при терті ковзання в точках контакту швидкості обох тіл не однакові за величиною і відносна швидкість точок контакту не дорівнює нулю. Зовсім інша картина спостерігається при терті кочення і крутіння. При коченні точки контакту стикаються тільки на якусь мить, а при крутінні (наприклад, дзиґи) вони стикаються невизначено довгий час.
Виготовлення приладу. Для вивчення законів тертя і визначення коефіцієнта тертя зручно користуватися саморобним трибометром (рис. ), який можна використати і як похилу площину.
Деталі трибометра виготовляють з дощок. Деталь 7

Рис. Універсальний трибометр.
є основою приладу, виготовляють її з дошки, поверхню якої добре зачищають рубанком, а потім роблять отвори, в які вставляють деталі 2 і 3. Відстань між стояками по¬винна дорівнювати ширині деталі 4.
Деталь 2 виготовляють з дошки прямокутної форми розміром 300x30X80 мм; радіусом ОА на дошці креслять дугу, по якій роблять зріз. На закругленій частині деталі наносять шкалу в градусах, а по вертикальній лінії — шкалу висоти. Початок відліку для обох шкал беремо від горизонтального положення площини Р.
Деталь 4 являє собою площину тертя, яку можна повертати навколо осі 00; для цього її закріпляють між стояками 3 шурупами. Виготовляють її з дошки, поверхню якої добре полірують. Посередині дошки роблять проріз а, і з одного кінця — проріз б. Деталь 4 прорізом б входить у стояк 2, і гвинтом 8 її можна закріпити е будь-якому положенні — горизонтальному або під деяким кутом. Кут, під яким встановлюють площину, відраховують за шкалою на деталі 2.
Блок 5 виготовляють з дерева твердої не шаруватої породи, наприклад з горіха або граба. Вісь блока 6 виготовляють з дроту діаметром 3—4 мм, кінці якого заточують на конус. Блок встановлюють між двома ме¬талевими пластинками, на яких кернером наносять заглибини, куди вставляють конуси осі блока.
Кронштейн для блока (деталь 7) виготовляють з металевих пластинок розміром 1,5X15X100 мм. По пунктирній лінії пластинку згинають так, щоб її площини утворили прямий двогранний кут.
Використання приладу.
За допомогою описаного трибометра можна поставити такі досліди і лабораторні роботи:
1.    Вивчення законів статичного тертя і визначення коефіцієнта тертя.
2.    Визначення сили тертя, що діє на тіло, яке рухається із сталою швидкістю по похилій площині.
3.    Визначення кута тертя і конуса тертя.
4.    Визначення сили тертя кочення.
5.    Вивчення похилої площини.
6.    Визначення к. к. д. похилої площини і блока.
Визначення кута тертя і конуса тертя корисно ввести під час повторення цього матеріалу (тоді учні вже мають достатню математичну підготовку для розуміння цього питання). Завдяки цьому повторення стає цікавішим, а вивчений обсяг знань з даного питання — більш закінченим.
Перед виконанням роботи трибометр треба встановити в горизонтальному положенні. Для цього на площину кладуть циліндр і, якщо він котитиметься, звільняють за допомогою гвинта 8 площину і переміщують її до такого положення, щоб циліндр залишався в стані спокою.
1. Перший закон зовнішнього тертя полягає в тому, що сила зовнішнього тертя при нескінченному зменшенні швидкості ковзаючих поверхонь (при наближенні її до нуля) прямує не до нуля, а до деякого певного значення. Це можна продемонструвати так.
Встановлюємо площину в горизонтальному положенні, кладемо на неї брусок певної ваги і ниткою з'єднуємо його з відерцем, в яке кладемо тягар такої ваги, щоб брусок прийшов у рух. Щоб швидкість руху бруска зменшувалася і прямувала до нуля, тягар, що приводить його в рух, робимо з окремих дробинок (або бусів),
нанизаних на нитку (рис.), один кінець якої прив'язуємо до площини так, щоб тягарці лежали на шальці, а нитка висіла не натягуючись. Коли брусок прийде в рух і відерце почне опускатися, через деякий час нитка прив'язаним кінцем натягнеться, частина дробинок повисне на нитці, внаслідок цього сила, що приводить брусок у рух, зменшуватиметься, а його швидкість поступово прямуватиме до нуля. Вага вантажу, що залишився на шальці, разом звагою шальки і буде статичною
Рис. Демонстрування сили тертя спокою.
Силу тертя спокою можна, визначити: класти тягарці на шальку доти, поки брусок почне рівномірно рухатися з стану спокою, а потім з шальки треба знімати маленькі тягарці, щоб рух тіла припинився. Вага тягарців, що залишилися на шальці, буде статичною силою тертя.
Тут важливо підкреслити, що, на відміну від сили тертя руху, статичне тертя не має певного напряму в просторі, тобто є величиною скалярною.
Далі наводимо приклади про корисне значення статичного тертя. Наприклад, ведучі колеса паровоза, трамвая, автомобіля безперервно буксували б, що призводило б до швидкого спрацювання коліс або покришок, а також до великої зайвої витрати потужності. Дані дослідів записуємо в таблицю.
2.    Силу тертя кочення визначають так. На площину тертя кладуть один з циліндрів на поверхні якого є жолобок. Через циліндр по жолобку перекидають нитку з крючечками, на яких підвішують однакової ваги тягарці; при цьому циліндр залишається в рівновазі. Потім до тягарців додають ще тягарець такої ваги, щоб система прийшла в рівномірний рух. Вага додаткового тягарця дорівнює силі тертя кочення. Щоб продемонструвати кут тертя і конус тертя, а також довести, що коефіцієнт тертя дорівнює тангенсу кута тертя, площину тертя встановлюють у горизонтальному положенні і кладуть на неї брусок. За допомогою гвинта 8 звільняють площину і опускають один її кінець на таку висоту, щоб брусок почав рівномірно опускатися по похилій площині. Кут, відрахований по шкалі, і буде кутом тертя. Фізичний зміст кута тертя полягає в тому, що цей кут обмежує всі ті напрями діючої сили, які не можуть порушити стан спокою тіла, що має відповідний коефіцієнт тертя.
Пояснюємо, що коефіцієнт тертя дорівнює тангенсу кута тертя. Якщо прилад обертати навколо вертикальної осі УУ, яка перетинає горизонтальну вісь обертання ОО і перпендикулярна до неї, то в просторі утвориться поверхня конуса — це буде конус тертя. Цей конус обмежує всередині себе всі ті напрями діючої сили, які не можуть порушити стан спокою тіла, що має відповідний коефіцієнт тертя.
4.    Трибометр  можна використати також як похилу площину; для цього відгвинчують гвинт 8 і опускають один кінець площини. Висоту нахилу площини відраховують по вертикальній шкалі, нанесеній на деталі 2, а її довжину — по шкалі, нанесеній на бічній поверхні деталі 4.
5.    Для вивчення умов рівноваги тіла на похилій площині беруть візок, в якого тертя в підшипниках незначне. До візка прив'язують один кінець нитки,   яку перекидають через блок, а до другого її кінця прив'язують шальку, на яку кладуть тягарці. Вагу тягарців підбирають таку,  щоб візок рухався  по похилій площині рівномірно, а потім знімають з шальок частину тягарців, щоб візок зупинився. Вага знятих тягарців іде на перемагання тертя, яке утворюється в підшипниках блока і візка.
6.    Для визначення к. к. д. похилої площини замість візка краще взяти дерев'яний брусок, який використовують у трибометрі.



Використана література:
Якименко “Нові саморобні прилади з фізики”