Номер 5, страница 117 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 36. Силы трения. Глава 3. Силы в механике - номер 5, страница 117.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Сила трения покоя — это сила, возникающая между двумя контактирующими поверхностями и препятствующая началу их относительного движения. Её модуль и направление зависят от условий взаимодействия.

Направление силы трения покоя

Направление силы трения покоя всегда противоположно направлению той внешней силы, которая пытается сдвинуть тело с места. Сила трения покоя лежит в плоскости соприкосновения тел. Например, если вы пытаетесь сдвинуть шкаф вправо, прикладывая к нему горизонтальную силу, а он остается на месте, то сила трения покоя будет направлена влево, уравновешивая вашу силу.

Модуль силы трения покоя

Модуль (величина) силы трения покоя не является постоянной величиной. Он равен по модулю внешней силе $F_{внеш}$, приложенной к телу параллельно поверхности соприкосновения, до тех пор, пока тело остается в покое.

$F_{тр.покоя} = F_{внеш}$

Это означает, что чем сильнее мы пытаемся сдвинуть тело, тем больше становится сила трения покоя, которая этому противодействует.

Однако сила трения покоя не может расти бесконечно. Существует максимальное значение силы трения покоя, $F_{тр.покоя.макс}$, при превышении которого тело начинает скользить. Эта максимальная сила зависит от двух факторов:

1. Коэффициента трения покоя ($ \mu_с $): это безразмерная величина, которая зависит от материалов и качества обработки соприкасающихся поверхностей (например, дерево по дереву, резина по асфальту и т.д.).
2. Силы нормальной реакции опоры ($ N $): это сила, с которой опора действует на тело перпендикулярно поверхности соприкосновения. Она характеризует, насколько сильно тела прижаты друг к другу. На горизонтальной поверхности для тела массой $m$ сила реакции опоры равна по модулю силе тяжести: $N = mg$.

Максимальная сила трения покоя вычисляется по формуле:

$F_{тр.покоя.макс} = \mu_с \cdot N$

Таким образом, модуль силы трения покоя может принимать любое значение в диапазоне от нуля до своего максимального значения:

$0 \le F_{тр.покоя} \le \mu_с \cdot N$

Ответ:

Направление силы трения покоя зависит от направления внешней силы, пытающейся вызвать движение, и всегда направлено в противоположную сторону. Модуль силы трения покоя зависит от модуля этой же внешней силы (равен ему), но ограничен максимальным значением. Максимальное значение силы трения покоя, в свою очередь, зависит от рода и состояния соприкасающихся поверхностей (коэффициент трения покоя $ \mu_с $) и от силы нормальной реакции опоры ($ N $).