Номер 18.19, страница 61 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

18.19 [417] Колесо автомобиля буксует (рис. II-95). Куда направлена сила трения скольжения между буксующим колесом и дорогой, которая действует:

а) на колесо;

б) на дорогу?

Куда направлена сила упругости дороги?

Рис. II-95

Решение

Буксование колеса означает, что оно вращается, но его сцепление с дорогой недостаточно для того, чтобы автомобиль двигался вперед с соответствующей скоростью. При этом нижняя точка колеса, соприкасающаяся с дорогой, проскальзывает относительно нее. Двигатель вращает колесо, пытаясь оттолкнуться от дороги. Это значит, что нижняя точка колеса движется назад относительно дороги (вправо на рисунке).

а) Сила трения скольжения ($F_{тр.ск}$) всегда направлена в сторону, противоположную направлению относительного движения соприкасающихся поверхностей. Так как нижняя точка колеса скользит по дороге назад (вправо), то сила трения скольжения, действующая со стороны дороги на колесо, направлена вперед (влево). Именно эта сила и является той силой, которая разгоняет автомобиль.

Ответ: Сила трения скольжения, действующая на колесо, направлена вперед (в ту же сторону, что и стрелка, указывающая направление движения автомобиля).

б) Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть равное по модулю и противоположное по направлению противодействие. Сила трения скольжения, действующая со стороны дороги на колесо, и сила трения скольжения, действующая со стороны колеса на дорогу, — это пара сил действия и противодействия. Следовательно, сила трения, действующая на дорогу, направлена в сторону, противоположную силе, действующей на колесо, то есть назад (вправо). Это та сила, которая отбрасывает назад грязь и камни из-под колеса, как показано на рисунке.

Ответ: Сила трения скольжения, действующая на дорогу, направлена назад (в сторону, противоположную направлению движения автомобиля).

Сила упругости дороги, также известная как сила нормальной реакции опоры ($N$), — это сила, с которой дорога действует на колесо, чтобы поддержать его и не дать ему "провалиться". Эта сила всегда направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения. Поскольку поверхность дороги горизонтальна, сила упругости направлена строго вертикально вверх.

Ответ: Сила упругости дороги направлена вертикально вверх.