Номер 10, страница 117 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 36. Силы трения. Глава 3. Силы в механике - номер 10, страница 117.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Сила трения — это сила взаимодействия, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному движению. Она может быть как полезной, так и вредной в зависимости от конкретной ситуации. Рассмотрим примеры полезного и вредного действия для всех основных видов трения.

Трение покоя

Трение покоя действует между контактирующими телами, которые находятся в покое друг относительно друга, и препятствует началу движения.

Полезное действие:

1. Благодаря трению покоя между подошвой обуви и поверхностью земли мы можем ходить и бегать, отталкиваясь от земли и не проскальзывая.

2. Гвозди, вбитые в стену, и шурупы, вкрученные в дерево, удерживаются на месте силой трения покоя.

3. Предметы, такие как мебель, посуда или книги, могут стоять на своих местах, в том числе на наклонных поверхностях, не соскальзывая вниз.

4. Узлы на веревках и нити в ткани держатся вместе благодаря трению покоя между волокнами.

Вредное действие:

1. Чтобы сдвинуть с места тяжелый предмет (например, шкаф), необходимо приложить значительное усилие, чтобы преодолеть максимальную силу трения покоя.

2. В точных механизмах и приборах трение покоя может вызывать нежелательный эффект "залипания", нарушая плавность и точность движения.

Ответ: Трение покоя полезно, так как обеспечивает сцепление при ходьбе, надежность креплений и устойчивость предметов. В то же время оно вредно, поскольку создает препятствие для начала движения тяжелых объектов.

Трение скольжения

Трение скольжения возникает при движении одного тела по поверхности другого.

Полезное действие:

1. Торможение любого транспорта (автомобиля, велосипеда, поезда) основано на трении скольжения тормозных колодок о тормозной диск или барабан.

2. Заточка инструментов, таких как ножи или коньки, а также шлифовка поверхностей происходят за счет трения скольжения.

3. Спичка зажигается от трения о коробок, так как трение скольжения разогревает ее головку до температуры воспламенения.

4. Игра на смычковых музыкальных инструментах (скрипка, виолончель) возможна благодаря трению скольжения смычка о струны, которое вызывает их колебания и создает звук.

Вредное действие:

1. Трение скольжения приводит к износу и истиранию соприкасающихся деталей машин и механизмов (например, поршней в двигателе, осей). Для борьбы с этим применяют смазочные материалы.

2. При трении скольжения выделяется большое количество тепла, что может привести к перегреву деталей и является непроизводительной потерей энергии, снижая коэффициент полезного действия (КПД) механизмов.

Ответ: Трение скольжения полезно в процессах торможения, заточки инструментов и для зажигания спичек. Его вредное действие заключается в износе и нагреве трущихся деталей механизмов, что ведет к потерям энергии.

Трение качения

Трение качения возникает, когда один объект (например, колесо или шар) катится по поверхности другого. Оно, как правило, во много раз меньше трения скольжения.

Полезное действие:

1. Сцепление колес с дорогой обеспечивается именно трением качения. Благодаря ему автомобиль может разгоняться, тормозить и поворачивать, не проскальзывая.

2. В шариковых и роликовых подшипниках используется трение качения, что позволяет значительно уменьшить трение в осях вращающихся деталей по сравнению с подшипниками скольжения.

Вредное действие:

1. Несмотря на свою малую величину, трение качения создает сопротивление движению колесного транспорта, что приводит к дополнительному расходу топлива или энергии.

2. При качении происходит деформация колеса и поверхности, что вызывает нагрев, износ шин и дорожного покрытия, а также потери энергии.

Ответ: Трение качения полезно для движения колесного транспорта и в работе подшипников. Его вредное проявление — это создание сопротивления движению и износ шин и дорог.

Трение в жидкостях и газах (сила сопротивления среды)

Этот вид трения возникает при движении твердого тела внутри жидкой или газообразной среды.

Полезное действие:

1. Сопротивление воздуха позволяет парашюту замедлять падение, обеспечивая безопасное приземление. Также оно ограничивает скорость падения капель дождя.

2. Плавание и гребля, полет птиц и самолетов основаны на взаимодействии со средой: отталкиваясь от воды или воздуха, тело получает импульс для движения вперед.

3. Большинство метеоритов сгорают в атмосфере Земли из-за сильного трения о воздух, что защищает поверхность планеты.

4. В амортизаторах используется вязкое трение жидкости для гашения (демпфирования) колебаний.

Вредное действие:

1. Сопротивление воздуха и воды является главной причиной потерь энергии для быстро движущегося транспорта (автомобилей, самолетов, кораблей). Для его уменьшения объектам придают специальную обтекаемую форму.

2. При входе в плотные слои атмосферы космические корабли и спускаемые аппараты очень сильно нагреваются из-за трения о воздух, что требует использования специальных жаропрочных материалов и теплозащиты.

Ответ: Трение в средах полезно для парашютов, плавания, полетов и защиты от метеоритов. Его вредное действие заключается в создании значительного сопротивления движению транспорта и сильном нагреве объектов, движущихся с большой скоростью в атмосфере.