Номер 312, страница 45 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Взаимодействие тел. Сила трения - номер 312, страница 45.

Условие.

► 312. Возьмите шёлковую нить. Привяжите один её конец узлом к какому-либо грузу и дёргайте за другой конец нити. Почему узел будет развязываться?

Решение.

Решение

Узел на любой нити или верёвке удерживается в завязанном состоянии за счёт силы трения, возникающей между его частями. Когда мы затягиваем узел, мы плотно прижимаем участки нити друг к другу. Сила трения покоя мешает этим участкам скользить, что и предотвращает самопроизвольное развязывание узла.

Величина максимальной силы трения покоя зависит от двух факторов: коэффициента трения материалов и силы нормального давления (силы, с которой поверхности прижаты друг к другу). Это можно выразить формулой: $F_{тр. макс} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормального давления.

В данном случае используется шёлковая нить. Шёлк известен своей гладкостью, что означает очень низкий коэффициент трения ($\mu$) между его волокнами. Когда вы дергаете за конец нити, вы создаете силу натяжения, которая стремится выпрямить нить и заставляет её части скользить внутри узла. Из-за низкого коэффициента трения шёлка, возникающая сила трения оказывается недостаточной, чтобы противостоять этой силе натяжения. В результате нити проскальзывают друг относительно друга, узел ослабевает и развязывается.

Резкое дёрганье также может создавать вибрации, которые на мгновение ослабляют прижатие нитей в узле, дополнительно уменьшая силу трения и способствуя развязыванию.

Ответ: Узел будет развязываться, потому что шёлковая нить очень гладкая, и коэффициент трения между её волокнами мал. Вследствие этого сила трения, удерживающая узел, оказывается меньше силы натяжения, которая возникает при дёргании за нить и заставляет узел скользить и развязываться.