Номер 1, страница 40 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Взаимодействие тел. Контрольная работа № 2. Вариант 2 - номер 1, страница 40.

Условие.

1. Почему после дождя опасно на автомобиле съезжать по грунтовой дороге под уклон?

Решение.

1. Съезжать на автомобиле по грунтовой дороге под уклон после дождя опасно из-за резкого и значительного уменьшения силы трения между шинами автомобиля и дорожным покрытием. Это происходит по нескольким причинам, связанным с физикой движения.

Основной фактор — это резкое снижение коэффициента трения. Сухая грунтовая дорога обеспечивает достаточное сцепление колес с поверхностью. Однако после дождя вода смешивается с частицами почвы (глиной, песком) и образует на поверхности дороги тонкий, но очень скользкий слой жидкой грязи. Этот слой работает как смазка, значительно уменьшая коэффициент трения $ \mu $. Сила трения покоя $ F_{тр} $, которая необходима для эффективного торможения и управления, напрямую зависит от этого коэффициента: $ F_{тр.макс} = \mu \cdot N $, где $ N $ — сила нормальной реакции опоры.

При движении под уклон ситуация усугубляется действием скатывающей силы. Силу тяжести $ mg $, действующую на автомобиль, можно разложить на две составляющие: силу нормального давления, прижимающую автомобиль к дороге ($ N = mg \cos(\alpha) $), и скатывающую силу, тянущую автомобиль вниз по склону ($ F_{ск} = mg \sin(\alpha) $), где $ \alpha $ — это угол наклона дороги. Чтобы автомобиль не ускорялся вниз или мог затормозить, максимальная сила трения должна быть больше или равна скатывающей силе: $ F_{тр.макс} \ge F_{ск} $.

На мокрой грунтовой дороге, где коэффициент трения $ \mu $ очень мал, максимальная сила трения $ \mu mg \cos(\alpha) $ может легко оказаться меньше скатывающей силы $ mg \sin(\alpha) $. В этом случае автомобиль начнет скользить вниз по склону даже при заблокированных колесах. Любая попытка повернуть или затормозить приведет к потере сцепления, и автомобиль станет практически неуправляемым, так как сила трения скольжения, возникающая при проскальзывании колес, еще меньше, чем сила трения покоя. Это создает высокий риск заноса и потери контроля над управлением.

Ответ: После дождя грунтовая дорога становится скользкой из-за слоя грязи, что резко снижает коэффициент трения между шинами и поверхностью. При движении под уклон на автомобиль действует скатывающая сила, которая тянет его вниз. Из-за низкого трения сила сцепления колес с дорогой может оказаться недостаточной, чтобы противостоять этой скатывающей силе. Это приводит к потере управляемости, невозможности эффективно затормозить и высокому риску неконтролируемого скольжения и заноса.