Номер 7, страница 113 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

7. Какие способы применяются для увеличения или уменьшения силы трения?

Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Для трения скольжения ее величину можно рассчитать по формуле $F_{тр} = \mu N$. В этой формуле $\mu$ — это коэффициент трения скольжения, который зависит от материалов соприкасающихся поверхностей и качества их обработки, а $N$ — это сила нормальной реакции опоры, то есть сила, с которой поверхности прижаты друг к другу. Соответственно, для управления силой трения необходимо изменять либо коэффициент трения $\mu$, либо силу $N$.

Способы увеличения силы трения

Повышать силу трения необходимо в тех случаях, когда требуется обеспечить надежное сцепление или торможение. Например, для остановки автомобиля, для того чтобы мы могли ходить и не скользить, или чтобы удерживать предметы в руках. Этого достигают следующими способами:

1. Увеличение силы прижатия поверхностей (силы $N$). Чем сильнее прижимать поверхности друг к другу, тем больше будет сила трения. Пример: водитель сильнее нажимает на педаль тормоза, увеличивая силу прижатия тормозных колодок к диску, что приводит к росту силы трения и более быстрому торможению.

2. Увеличение коэффициента трения ($\mu$). Этого можно достичь несколькими путями:

а) Использование материалов с высоким коэффициентом трения. Например, подошвы спортивной обуви и автомобильные шины делают из резины, которая обеспечивает хорошее сцепление с поверхностью.

б) Увеличение шероховатости поверхностей. Например, в гололед тротуары и дороги посыпают песком, чтобы увеличить трение и предотвратить скольжение.

в) Создание специального рельефа на поверхности. Глубокий рисунок протектора на шинах автомобиля не только увеличивает эффективную шероховатость, но и отводит воду из пятна контакта, предотвращая аквапланирование и сохраняя высокое трение на мокрой дороге.

Ответ: Для увеличения силы трения увеличивают силу, прижимающую поверхности друг к другу (например, сильнее нажимают на тормоз), либо увеличивают коэффициент трения, используя материалы с высоким трением (резина), делая поверхности более шероховатыми (посыпая песком) или нанося на них специальный рельеф (протектор шин).

Способы уменьшения силы трения

Уменьшать силу трения необходимо для снижения износа движущихся частей механизмов, экономии энергии и облегчения движения. Основные способы:

1. Применение смазочных материалов. Между трущимися поверхностями вводят слой жидкой (масло) или густой (солидол) смазки. Это заменяет трение скольжения твердых тел на трение в слое жидкости, которое на порядки меньше. Это главный способ уменьшения трения в двигателях, редукторах и других механизмах.

2. Замена трения скольжения трением качения. Вместо того чтобы одно тело скользило по другому, между ними помещают вращающиеся элементы — шарики или ролики. На этом принципе работают все подшипники. Трение качения значительно меньше трения скольжения, поэтому использование колес и подшипников кардинально снижает потери на трение.

3. Шлифовка и полировка поверхностей. Уменьшение высоты неровностей на соприкасающихся поверхностях снижает их взаимное зацепление и, как следствие, силу трения.

4. Создание воздушной или магнитной подушки. В некоторых транспортных средствах, таких как суда на воздушной подушке или поезда на магнитной левитации (маглев), тело приподнимается над поверхностью. Отсутствие прямого контакта полностью устраняет трение скольжения, оставляя только сопротивление воздуха.

Ответ: Для уменьшения силы трения используют смазочные материалы (масло, смазка), заменяют трение скольжения трением качения (применяя колеса и подшипники), шлифуют и полируют поверхности, а также используют воздушную или магнитную подушку для устранения контакта между поверхностями.