Номер 13, страница 119, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава III. Движение и взаимодействие тел. Параграф 15. Силы трения - номер 13, страница 119.

Условие.

13. Сравните с помощью справочных данных значение коэффициента трения между шинами и льдом с коэффициентом трения между шинами и сухим асфальтом. Какой вывод из этого сравнения следует для водителей и пешеходов?

Решение.

Решение

Сравнение значений коэффициента трения

Для ответа на этот вопрос воспользуемся справочными данными о коэффициентах трения скольжения.

Коэффициент трения между автомобильными шинами и льдом ($μ_л$) составляет в среднем $0.1$.

Коэффициент трения между автомобильными шинами и сухим асфальтом ($μ_а$) составляет в среднем $0.7–0.8$.

Сравнивая эти значения, можно видеть, что коэффициент трения шин о сухой асфальт значительно больше, чем о лед. Разница может достигать $0.8 / 0.1 = 8$ раз. Это означает, что сила сцепления с сухой асфальтовой дорогой примерно в 8 раз больше, чем со льдом.

Вывод для водителей и пешеходов

Сила трения играет ключевую роль в обеспечении безопасности движения, так как именно она позволяет разгоняться, тормозить и совершать повороты.

Для водителей такое значительное уменьшение коэффициента трения на льду означает, что максимальная сила трения, действующая на автомобиль, также уменьшается в несколько раз. Это приводит к следующим последствиям:
1. Тормозной путь автомобиля увеличивается прямо пропорционально уменьшению коэффициента трения. На льду он может быть в 5-8 раз длиннее, чем на сухом асфальте.
2. Управляемость автомобиля резко ухудшается. При попытке повернуть на обледенелой дороге сила трения может оказаться недостаточной, чтобы удержать автомобиль на траектории, что приведет к заносу.
3. Разгон с места становится затруднительным, так как колеса начинают проскальзывать (буксовать).
Следовательно, на обледенелой дороге водителям необходимо двигаться с гораздо меньшей скоростью, увеличивать дистанцию до впереди идущих автомобилей и избегать любых резких маневров.

Для пешеходов низкий коэффициент трения между подошвой обуви и льдом также чрезвычайно опасен. При ходьбе мы отталкиваемся от земли, и именно сила трения покоя обеспечивает это отталкивание. На льду эта сила очень мала, поэтому нога легко проскальзывает, что приводит к потере равновесия и падению. Падения на льду часто становятся причиной серьезных травм (переломов, ушибов, сотрясений мозга). Пешеходам в гололед следует быть предельно осторожными, передвигаться медленно и мелкими шагами, носить обувь с нескользящей рифленой подошвой.

Ответ: Согласно справочным данным, коэффициент трения шин о сухой асфальт (около $0.7–0.8$) примерно в 7–8 раз больше, чем коэффициент трения шин о лед (около $0.1$). Из этого следует, что сцепление с дорогой на льду значительно хуже. Для водителей это означает существенное увеличение тормозного пути и высокий риск потери управления автомобилем, что требует снижения скорости и повышенной осторожности. Для пешеходов это означает высокий риск поскользнуться и получить травму, поэтому им необходимо передвигаться крайне осторожно и использовать подходящую обувь.