Номер 2, страница 146, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Силы вокруг нас. Параграф 40. Величайшие изобретения: лук, колесо, добывание огня. Повторим изученное - номер 2, страница 146.

Условие.

• Что такое сила трения?

Решение.

Что такое сила трения?

Сила трения — это сила, возникающая в месте контакта двух или более тел и препятствующая их относительному движению. Она имеет электромагнитную природу и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения в сторону, противоположную направлению движения или возможного движения.

Причины возникновения силы трения:

1. Шероховатость поверхностей: На микроскопическом уровне даже самые гладкие на вид поверхности имеют неровности (выступы, впадины). При движении эти неровности цепляются друг за друга, создавая механическое сопротивление.

2. Межмолекулярное притяжение: Когда поверхности находятся в очень тесном контакте, атомы и молекулы одного тела начинают притягиваться к атомам и молекулам другого (силы адгезии). Это взаимодействие также создает силу, препятствующую скольжению.

Виды силы трения:

Трение покоя. Это сила, которая не дает телу сдвинуться с места. Она действует на неподвижное тело, когда к нему прикладывают внешнюю силу, но эта сила еще недостаточна для начала движения. Сила трения покоя всегда равна по модулю и противоположна по направлению компоненте внешней силы, параллельной поверхности. Она может увеличиваться от нуля до некоторого максимального значения ($F_{тр.покоя.макс}$).

Трение скольжения. Эта сила возникает, когда одно тело уже скользит по поверхности другого. Её величина, как правило, немного меньше максимальной силы трения покоя и при невысоких скоростях считается постоянной. Сила трения скольжения вычисляется по закону Амонтона-Кулона:

$F_{тр.скольжения} = \mu \cdot N$

Здесь $F_{тр.скольжения}$ — сила трения скольжения, $\mu$ (мю) — коэффициент трения скольжения (безразмерная величина, зависящая от материалов и состояния контактирующих поверхностей), а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры (сила, с которой поверхность давит на тело перпендикулярно контакту). Для тела, лежащего на горизонтальной поверхности, сила $\text{N}$ обычно равна силе тяжести $\text{mg}$.

Трение качения. Возникает, когда одно тело (например, колесо или шар) катится по поверхности другого. Оно обусловлено деформацией как самого катящегося тела, так и поверхности. Трение качения, как правило, значительно меньше трения скольжения, что объясняет широкое применение колес и подшипников.

Сопротивление среды (вязкое трение). Это сила, действующая на тело при его движении в жидкости или газе. Она зависит от скорости движения, формы и размеров тела, а также от вязкости и плотности среды. Примером является сопротивление воздуха, действующее на летящий самолет или едущий автомобиль.

Сила трения играет двойственную роль. С одной стороны, она полезна и необходима: без нее мы не могли бы ходить, машины не могли бы ездить и тормозить, а гвозди не держались бы в стенах. С другой стороны, трение вредно: оно вызывает износ деталей механизмов, приводит к потерям энергии и нагреву. Для уменьшения вредного трения используют смазки, подшипники и придают телам обтекаемую форму.

Ответ:

Сила трения — это сила, которая возникает при соприкосновении тел и препятствует их относительному движению. Она направлена вдоль поверхности контакта в сторону, противоположную движению. Основные причины трения — шероховатость поверхностей и взаимное притяжение их молекул. Выделяют трение покоя, трение скольжения, трение качения и сопротивление среды. Величина силы трения скольжения определяется формулой $F_{тр} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры.