Номер 5, страница 112 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 14. Силы трения - номер 5, страница 112.

Условие.

5. Сравните силу трения скольжения с силой трения покоя: что у них общего и чем они различаются?

Решение.

Решение

Сила трения скольжения и сила трения покоя являются двумя видами силы сухого трения, которые возникают на границе соприкосновения двух твердых тел.

Что у них общего:

1. Природа возникновения. Обе силы имеют электромагнитную природу. Они возникают из-за взаимодействия молекул и атомов на поверхностях контактирующих тел, а также из-за наличия на них микроскопических неровностей.

2. Направление. Обе силы всегда направлены вдоль поверхности соприкосновения тел, препятствуя их относительному движению. Сила трения покоя направлена против внешней силы, которая пытается вызвать движение, а сила трения скольжения — против вектора относительной скорости.

3. Зависимость от внешних факторов. Величина обеих сил зависит от материалов, из которых изготовлены тела, качества обработки их поверхностей и прямо пропорциональна силе нормальной реакции опоры $\text{N}$, которая прижимает тела друг к другу.

Чем они различаются:

1. Условия возникновения. Сила трения покоя действует, когда тела находятся в покое друг относительно друга, но существует внешняя сила, стремящаяся их сдвинуть. Сила трения скольжения возникает в тот момент, когда одно тело уже начало скользить по поверхности другого.

2. Величина силы. Сила трения покоя $F_{\text{тр. покоя}}$ — это переменная величина. Она равна по модулю и противоположна по направлению внешней силе $F_{\text{внеш}}$, приложенной параллельно поверхности, и может изменяться от нуля до максимального значения: $0 \le F_{\text{тр. покоя}} \le F_{\text{тр. покоя max}}$. В свою очередь, сила трения скольжения $F_{\text{тр. скольжения}}$ при не очень больших скоростях считается практически постоянной и рассчитывается по формуле $F_{\text{тр. скольжения}} = \mu_k N$, где $\mu_k$ — коэффициент трения скольжения.

3. Сравнение максимальных значений. Для одной и той же пары поверхностей максимальная сила трения покоя, как правило, больше или равна силе трения скольжения: $F_{\text{тр. покоя max}} \ge F_{\text{тр. скольжения}}$. Это связано с тем, что коэффициент трения покоя $\mu_s$ обычно больше или равен коэффициенту трения скольжения $\mu_k$. Именно поэтому сдвинуть предмет с места, как правило, труднее, чем продолжать его равномерно двигать.

Ответ: Общими для силы трения покоя и силы трения скольжения являются их электромагнитная природа, направление вдоль поверхности соприкосновения (против движения или его тенденции) и зависимость от материалов поверхностей и силы нормального давления. Различаются они условиями возникновения (покой или движение), величиной (сила трения покоя переменна, а сила трения скольжения почти постоянна) и максимальным значением (максимальная сила трения покоя, как правило, больше силы трения скольжения).