Номер 16, страница 120, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава III. Движение и взаимодействие тел. Параграф 15. Силы трения - номер 16, страница 120.

Условие.

16. Почему по асфальту идти легче, чем по льду?

Решение.

Решение

Ходьба человека возможна благодаря силе трения покоя, которая возникает между подошвой обуви и поверхностью, по которой он идет. Когда мы делаем шаг, мы отталкиваемся ногой от поверхности назад. В ответ, согласно третьему закону Ньютона, поверхность толкает нас вперед с силой, равной по модулю и противоположной по направлению. Эта сила и есть сила трения, которая заставляет нас двигаться.

Максимальная величина силы трения покоя $F_{тр}$ (сила сцепления) прямо пропорциональна силе нормальной реакции опоры $\text{N}$ и зависит от коэффициента трения $\mu$ между поверхностями:

$F_{тр.макс} = \mu \cdot N$

Чем больше коэффициент трения $\mu$, тем большую силу толчка можно приложить, не опасаясь проскальзывания. Именно в этом заключается основное различие между асфальтом и льдом.

1. Асфальт — это шероховатая, неровная поверхность. Благодаря этому коэффициент трения между подошвой обуви и асфальтом велик. Это создает большую силу сцепления, которая позволяет нам уверенно отталкиваться от земли, не проскальзывая. Мы можем делать широкие шаги и быстро передвигаться.

2. Лёд — очень гладкая поверхность. Коэффициент трения между обувью и льдом крайне мал. Из-за этого максимальная сила трения, которую может обеспечить лед, очень незначительна. При попытке сделать обычный шаг и оттолкнуться, приложенная сила легко превышает максимальную силу трения покоя, и нога проскальзывает назад. Чтобы не упасть, человек вынужден делать мелкие, семенящие шаги, ставя ногу почти вертикально, что делает ходьбу медленной, неустойчивой и утомительной.

Таким образом, большая сила трения на асфальте обеспечивает надежное сцепление и делает ходьбу легким и естественным процессом, в то время как очень малая сила трения на льду приводит к постоянному риску проскальзывания и падения, что сильно затрудняет передвижение.

Ответ: По асфальту идти легче, чем по льду, из-за того, что коэффициент трения между подошвой обуви и асфальтом значительно выше, чем между подошвой и льдом. Большая сила трения на асфальте обеспечивает надежное сцепление с поверхностью, предотвращая проскальзывание и позволяя эффективно отталкиваться для движения вперед.