Номер 5, страница 139, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Силы вокруг нас. Параграф 37. Сила трения. Вопросы и задания - номер 5, страница 139.

Условие.

5. Какими способами можно уменьшить трение скольжения?

Решение.

Решение

Сила трения скольжения описывается формулой $F_{тр} = \mu \cdot N$, где $\mu$ — коэффициент трения скольжения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. Исходя из этой формулы, существуют три основных подхода к уменьшению трения скольжения.

1. Уменьшение коэффициента трения ($\mu$)

Этот способ основан на изменении свойств соприкасающихся поверхностей. Коэффициент трения можно уменьшить несколькими путями:

• Шлифовка и полировка поверхностей. Трение во многом обусловлено наличием микроскопических неровностей на поверхностях, которые цепляются друг за друга при движении. Обработка поверхностей делает их более гладкими, что уменьшает зацепление и, как следствие, снижает силу трения.

• Применение смазки. Введение слоя смазочного материала (например, машинного масла, солидола, графита или даже воды) между трущимися поверхностями приводит к тому, что они перестают непосредственно контактировать. Трение между твердыми телами заменяется на значительно меньшее трение в слое смазки.

• Подбор материалов. Для контактирующих деталей можно использовать материалы, которые по своей природе имеют низкий коэффициент трения. Ярким примером является тефлон, который широко используется для создания поверхностей с низким трением.

2. Уменьшение силы нормальной реакции опоры ($\text{N}$)

На горизонтальной поверхности сила нормальной реакции опоры равна силе тяжести, действующей на тело ($N = mg$). Уменьшив эту силу, можно пропорционально уменьшить и силу трения. Этого можно добиться, например, уменьшив массу $\text{m}$ тела. Также можно приложить к телу дополнительную силу, направленную частично вверх. Например, если тянуть санки за веревку под углом к горизонту, вертикальная составляющая силы натяжения будет уменьшать силу, с которой санки давят на землю, и, следовательно, уменьшать трение.

3. Замена трения скольжения трением качения

Это один из наиболее эффективных и широко применяемых на практике способов. Трение качения, возникающее при перекатывании одного тела по поверхности другого, как правило, в десятки и сотни раз меньше трения скольжения при тех же условиях. Этот принцип реализуется путем использования:

• Колес, катков и роликов. Перемещение тяжелых грузов на тележках или роликовых платформах требует гораздо меньших усилий, чем их волочение по земле.

• Шариковых и роликовых подшипников. Они устанавливаются во вращающихся узлах механизмов (например, в осях колес), заменяя трение скольжения между осью и втулкой на значительно меньшее трение качения шариков или роликов.

Ответ: Основные способы уменьшения трения скольжения: уменьшение коэффициента трения (путем шлифовки поверхностей, применения смазки или подбора материалов), уменьшение силы нормальной реакции опоры (например, за счет снижения массы тела), а также замена трения скольжения на значительно меньшее трение качения (с помощью колес, роликов и подшипников).