Номер 3, 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 3, страница 146.

Условие.

• Чем отличается сила трения скольжения от силы трения качения?

Решение.

Сила трения скольжения и сила трения качения — это два вида силы трения движения, которые возникают при разных типах относительного перемещения тел и имеют существенные различия.

1. Природа возникновения
Сила трения скольжения возникает, когда поверхности двух тел скользят друг относительно друга. Её основная причина — взаимодействие микронеровностей на соприкасающихся поверхностях и силы межмолекулярного притяжения. При движении неровности зацепляются, деформируются и сглаживаются, что создаёт сопротивление.
Сила трения качения возникает, когда одно тело (например, колесо, шар, цилиндр) катится по поверхности другого. Её главная причина — деформация как катящегося тела, так и опорной поверхности. Перед катящимся телом поверхность слегка прогибается, образуя "бугорок", который телу необходимо постоянно преодолевать. Этот процесс деформации требует энергии и создаёт момент сил, препятствующий качению.

2. Величина силы
При прочих равных условиях (одинаковая сила нормальной реакции, те же материалы) сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения. Как правило, разница составляет десятки и сотни раз. Именно это свойство лежит в основе изобретения колеса и использования шариковых и роликовых подшипников, которые заменяют трение скольжения на гораздо более слабое трение качения.

3. Математическое описание и зависимость от параметров
Сила трения скольжения в простейшем случае прямо пропорциональна силе нормальной реакции $\text{N}$:
$F_{тр.ск} = \mu \cdot N$
Здесь $\mu$ — это безразмерный коэффициент трения скольжения, который зависит от материалов и качества обработки соприкасающихся поверхностей.
Сила трения качения зависит не только от силы нормальной реакции, но и от радиуса $\text{R}$ катящегося тела:
$F_{тр.кач} = \frac{k \cdot N}{R}$
Здесь $\text{k}$ — это коэффициент трения качения, который, в отличие от $\mu$, имеет размерность длины (метры) и зависит от упругих свойств материалов. Из формулы следует, что трение качения обратно пропорционально радиусу: чем больше радиус колеса, тем (при прочих равных) меньше сила трения качения.

Ответ: Сила трения скольжения отличается от силы трения качения:

• Природой возникновения: скольжение вызывается взаимодействием микронеровностей, а качение — деформацией тел.
• Величиной: при одинаковых условиях сила трения качения всегда значительно меньше силы трения скольжения.
• Зависимостью от параметров: сила трения качения, в отличие от силы трения скольжения, обратно пропорциональна радиусу катящегося тела.