Номер 6, страница 112 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 14. Силы трения - номер 6, страница 112.

Условие.

6. Приведите примеры, когда сила трения покоя вызывает движение тела.

Решение.

Сила трения покоя возникает между двумя контактирующими поверхностями и препятствует их относительному движению (проскальзыванию). Однако, именно эта сила часто является причиной, по которой одно тело начинает двигаться (т.е. приобретает ускорение) относительно внешней системы отсчета, например, земли. Это происходит, когда сила трения покоя выступает в роли внешней силы, сообщающей телу ускорение согласно второму закону Ньютона.

Пример 1: Ходьба или бег

Когда человек делает шаг, он отталкивается ногой от поверхности земли. Подошва обуви в точке контакта толкает землю назад. По третьему закону Ньютона, земля действует на подошву с равной по модулю и противоположной по направлению силой. Эта сила, направленная вперед, и есть сила трения покоя. Она не дает ноге проскользнуть назад и является той внешней силой, которая сообщает ускорение всему телу человека, заставляя его двигаться вперед. На очень скользкой поверхности (лед) максимальная сила трения покоя мала, поэтому оттолкнуться и начать движение трудно.

Пример 2: Разгон автомобиля

Двигатель автомобиля вращает ведущие колеса. В точке касания с дорогой поверхность шины стремится сдвинуться назад относительно дороги. Возникающая сила трения покоя со стороны дороги действует на шину в противоположном направлении, то есть вперед. Эта сила и является движущей силой, которая разгоняет автомобиль. Пока колесо катится без проскальзывания (без пробуксовки), в точке контакта действует именно сила трения покоя, так как эта точка колеса на мгновение неподвижна относительно дороги.

Пример 3: Груз на ускоряющейся поверхности

Представим ящик, лежащий на ленте конвейера или в кузове грузовика. Когда конвейер или грузовик начинает движение с ускорением, на ящик начинает действовать сила трения покоя. Поверхность под ящиком пытается "уйти" вперед, и чтобы предотвратить проскальзывание, сила трения покоя действует на ящик в ту же сторону, куда направлено ускорение — вперед. Именно эта сила заставляет ящик ускоряться вместе с грузовиком. Если ускорение станет слишком большим, так что необходимая для движения сила $F = ma$ превысит максимальное значение силы трения покоя $F_{тр.п. max} = \mu_s N$, ящик начнет скользить.

Ответ: Примерами, когда сила трения покоя вызывает движение тела, являются: ходьба человека (сила трения со стороны земли толкает человека вперед), ускорение автомобиля (сила трения со стороны дороги толкает ведущие колеса вперед), а также движение предмета на ленте конвейера (сила трения со стороны ленты сообщает предмету ускорение).