Номер 18.36, страница 63 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 18. Сила трения и сила сопротивления движению. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 18.36, страница 63.

18.36 [н] Велосипедист, нажимая на педали, начинает движение по горизонтальной дороге. Как направлена сила трения, действующая со стороны дороги на переднюю и заднюю шины велосипеда? Ответ поясните.

Для того чтобы определить направление сил трения, действующих на колеса велосипеда, необходимо различать ведущее и ведомое колеса.

Заднее колесо

Когда велосипедист нажимает на педали, через цепную передачу создается крутящий момент, который прикладывается к заднему колесу. Этот момент стремится провернуть заднее колесо по часовой стрелке (если велосипед движется вправо). В точке контакта с дорогой нижняя часть шины пытается сдвинуть поверхность дороги назад (против направления движения велосипеда). В соответствии с третьим законом Ньютона, дорога действует на шину с равной по модулю и противоположной по направлению силой. Эта сила — сила трения покоя (поскольку в идеальном случае точка контакта колеса с дорогой не проскальзывает). Именно эта сила трения, направленная вперед (по ходу движения), и является движущей силой, которая разгоняет велосипед.

Переднее колесо

Переднее колесо является ведомым, то есть на него не передается крутящий момент от педалей. Оно вращается пассивно, потому что его "тащит" за собой рама велосипеда. Если бы трения не было, переднее колесо просто скользило бы вперед, не вращаясь. Однако из-за трения в оси колеса и деформации шины возникает сопротивление вращению. Сила трения со стороны дороги противодействует этому скольжению и заставляет колесо вращаться. Эта сила трения является силой трения качения и всегда направлена против направления движения. Таким образом, на переднее колесо действует тормозящая сила трения, направленная назад.

Ответ: Сила трения, действующая со стороны дороги на заднюю (ведущую) шину, направлена вперед, по ходу движения велосипеда, и является движущей силой. Сила трения, действующая на переднюю (ведомую) шину, направлена назад, против хода движения, и является силой сопротивления (трения качения).