Номер 301, страница 43 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Взаимодействие тел. Сила трения - номер 301, страница 43.

Условие.

301. Необходимо перевезти по мокрому асфальту тяжёлый станок. Куда лучше его погрузить — в кузов автомобиля или на прицеп?

Решение.

Решение

Движущей силой автомобиля является сила трения покоя между его ведущими колесами и дорогой. Эту силу также называют силой тяги. Максимальное значение силы тяги, которое может развить автомобиль, определяется формулой:

$F_{тяг.макс} = \mu \cdot N$

где $\mu$ — коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры, действующая на ведущие колеса (т.е. сила, с которой дорога давит на ведущие колеса).

По условию задачи, перевозка осуществляется по мокрому асфальту. На мокром покрытии коэффициент трения $\mu$ значительно ниже, чем на сухом. Это повышает вероятность пробуксовки (проскальзывания) ведущих колес, особенно при старте или движении на подъем.

Чтобы увеличить максимальную силу тяги и тем самым улучшить сцепление колес с дорогой, необходимо увеличить силу нормальной реакции опоры $\text{N}$, действующую на ведущие колеса.

Рассмотрим два варианта размещения груза:

1. Станок погружен в кузов автомобиля. В этом случае вес станка увеличивает общую силу, с которой автомобиль давит на дорогу. Если автомобиль заднеприводный (что типично для грузового транспорта), то размещение тяжелого груза в кузове увеличит силу нормальной реакции $\text{N}$, действующую на задние, ведущие колеса. Это приведет к увеличению максимальной силы тяги $F_{тяг.макс}$, что снизит вероятность пробуксовки.

2. Станок погружен на прицеп. В этом случае вес станка в основном давит на колеса прицепа. Нагрузка на ведущие колеса самого автомобиля практически не меняется, следовательно, сила $\text{N}$ и максимальная сила тяги $F_{тяг.макс}$ остаются небольшими. При этом автомобилю нужно тянуть за собой тяжелый прицеп, что требует значительной силы тяги. При недостаточной силе сцепления ведущие колеса будут проскальзывать.

Следовательно, для обеспечения наилучшего сцепления с мокрой дорогой, тяжелый станок следует поместить в кузов автомобиля, чтобы увеличить нагрузку на ведущие колеса.

Ответ: Тяжёлый станок лучше погрузить в кузов автомобиля.