Номер 2, страница 145, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Силы вокруг нас. Параграф 39. Трение в технике. Вопросы и задания - номер 2, страница 145.

Условие.

2. Как уменьшают силу трения в технических устройствах?

Решение.

В технических устройствах силу трения уменьшают для снижения износа деталей, предотвращения перегрева и уменьшения потерь энергии. Существует несколько основных способов достижения этой цели.

Применение смазочных материалов

Между трущимися поверхностями вводят слой смазки. Смазочные материалы могут быть жидкими (например, машинные масла), пластичными (например, солидол) или твердыми (например, графит, дисульфид молибдена). Слой смазки разделяет контактирующие поверхности, в результате чего трение скольжения твердых тел заменяется на значительно меньшее по величине вязкое трение (трение в слоях жидкости). Этот метод является одним из самых распространенных в технике.

Ответ: Введение смазки между трущимися поверхностями для замены сухого трения на вязкое, которое значительно меньше.

Замена трения скольжения трением качения

Сила трения качения, возникающая, когда одно тело катится по поверхности другого, при прочих равных условиях значительно меньше силы трения скольжения. Этот принцип широко используется в подшипниках качения (шариковых и роликовых). Подшипники устанавливают, например, на осях и валах, чтобы заменить трение скольжения вращающихся частей об неподвижные опоры на трение качения.

Ответ: Использование подшипников качения (шариковых, роликовых) для преобразования трения скольжения в значительно меньшее по величине трение качения.

Шлифовка и полировка поверхностей

Сила трения во многом зависит от качества обработки поверхностей, а именно от их шероховатости. Чем более гладкими являются поверхности, тем меньше на них микронеровностей, которые могут цепляться друг за друга при движении. Поэтому тщательная шлифовка и полировка соприкасающихся деталей приводит к уменьшению силы трения. Однако следует отметить, что при очень высокой степени гладкости могут начать проявляться силы межмолекулярного притяжения, что, наоборот, увеличит трение.

Ответ: Уменьшение шероховатости соприкасающихся поверхностей путем их тщательной обработки (шлифовки, полировки).

Использование материалов с низким коэффициентом трения

Сила трения скольжения определяется по формуле $F_{тр} = \mu \cdot N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. Для уменьшения трения можно подбирать пары материалов с низким коэффициентом трения $\mu$. Примерами таких материалов являются политетрафторэтилен (тефлон, фторопласт), который имеет один из самых низких коэффициентов трения среди твердых материалов, а также различные антифрикционные сплавы и композиты.

Ответ: Подбор и применение для контактирующих деталей материалов, обладающих низким коэффициентом трения.

Создание воздушной, жидкостной или магнитной подушки

В некоторых случаях можно полностью исключить контакт между трущимися поверхностями. Это достигается созданием между ними тонкого слоя газа (воздушная подушка) или жидкости (гидродинамическая смазка), который будет удерживать одну поверхность над другой. Примером служат суда на воздушной подушке или высокоточные станки с воздушными подшипниками. Другой способ — использование магнитной левитации, где мощные магниты отталкивают друг друга, удерживая движущийся объект (например, поезд-маглев) в воздухе без какого-либо механического контакта с путями.

Ответ: Разделение движущихся поверхностей с помощью слоя газа, жидкости или магнитного поля для полного устранения трения скольжения.