Номер 315, страница 46 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Взаимодействие тел. Сила трения - номер 315, страница 46.

Условие.

► 315. Используя динамометр, проверьте, зависит ли сила трения бруска при движении по горизонтальной поверхности стола от площади опоры, если поверхности всех граней одинаковы.

Решение.

Решение

Для того чтобы проверить, зависит ли сила трения от площади опоры, необходимо провести следующий эксперимент с использованием динамометра и бруска, имеющего грани разной площади.

1. Положим брусок на горизонтальную поверхность стола его самой большой по площади гранью.

2. Прикрепим к бруску динамометр и будем тянуть его горизонтально, стараясь обеспечить равномерное прямолинейное движение. При равномерном движении сила упругости пружины динамометра (сила тяги) будет равна по модулю силе трения скольжения. Зафиксируем показание динамометра $F_1$.

3. Перевернем брусок и поставим его на ту же горизонтальную поверхность, но уже на грань с меньшей площадью.

4. Повторим измерение: снова будем равномерно тянуть брусок по столу и зафиксируем показание динамометра $F_2$.

5. Сравнив результаты измерений, мы увидим, что $F_1 \approx F_2$. Небольшие расхождения могут быть вызваны погрешностями измерений.

Этот результат согласуется с теоретическими представлениями. Сила трения скольжения вычисляется по формуле:

$F_{тр} = \mu N$

где $\mu$ — коэффициент трения скольжения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. Для тела на горизонтальной поверхности сила реакции опоры равна весу тела, то есть $N = mg$. Масса бруска $\text{m}$ и ускорение свободного падения $\text{g}$ не меняются при его переворачивании. Коэффициент трения $\mu$ также остается постоянным, так как по условию поверхности всех граней и стола одинаковы. Таким образом, формула для силы трения не содержит площади соприкасающихся поверхностей, а значит, сила трения от нее не зависит.

Ответ: Сила трения бруска при движении по горизонтальной поверхности стола не зависит от площади опоры.