Номер 2, страница 100 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 19. Силы трения. Вопросы - номер 2, страница 100.

Условие.

2. Какую природу имеют силы трения? В чём состоит главное отличие сил трения от сил упругости?

Решение.

Какую природу имеют силы трения?

Силы трения имеют электромагнитную природу. Они возникают в результате сложного взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел. Можно выделить две основные причины возникновения сил трения:
1. Шероховатость поверхностей. Любая, даже самая гладкая на вид поверхность, на микроскопическом уровне имеет неровности (выступы и впадины). При движении одного тела по поверхности другого эти неровности зацепляются друг за друга, создавая сопротивление движению.
2. Межмолекулярное притяжение. В точках наиболее тесного контакта между поверхностями начинают действовать силы притяжения между молекулами (силы адгезии). Чтобы сдвинуть одно тело относительно другого, необходимо преодолеть эти силы, что также проявляется как сила трения.
Таким образом, сила трения является макроскопическим проявлением электромагнитных сил, действующих между частицами контактирующих веществ.
Ответ: Силы трения имеют электромагнитную природу и обусловлены двумя основными факторами: шероховатостью соприкасающихся поверхностей и силами межмолекулярного притяжения между ними.

В чём состоит главное отличие сил трения от сил упругости?

Хотя обе силы имеют электромагнитную природу, их главное отличие заключается в их влиянии на механическую энергию системы.
Сила упругости является консервативной силой. Это означает, что работа, совершаемая этой силой, не приводит к потере механической энергии. Энергия, затраченная на деформацию тела (например, сжатие пружины), запасается в нем в виде потенциальной энергии и может быть полностью возвращена системе (пружина, распрямляясь, может совершить работу). Работа консервативной силы не зависит от траектории движения.
Сила трения является диссипативной (неконсервативной) силой. Это означает, что работа этой силы всегда приводит к уменьшению полной механической энергии системы. Механическая энергия необратимо преобразуется в другие виды энергии, в основном во внутреннюю (тепловую) энергию, что приводит к нагреву трущихся тел. Этот процесс рассеивания энергии и является ключевой особенностью силы трения.
Кроме того, есть различие в направлении: сила упругости (в виде силы нормальной реакции) направлена перпендикулярно поверхности контакта, тогда как сила трения всегда направлена параллельно (касательно) поверхности, противодействуя относительному движению.
Ответ: Главное отличие состоит в том, что сила упругости является консервативной силой (она сохраняет механическую энергию, обратимо превращая ее в потенциальную), а сила трения — диссипативной (она рассеивает механическую энергию, необратимо превращая её во внутреннюю энергию, т.е. в тепло).