Номер 2, страница 64 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Как меняется сила трения покоя?

Когда мы начинаем тянуть брусок с помощью динамометра, мы прикладываем к нему горизонтальную силу. Пока брусок остается в состоянии покоя, на него действует сила трения покоя, направленная в противоположную сторону. Согласно первому закону Ньютона, если тело находится в покое, то сумма всех действующих на него сил равна нулю. В нашем случае это означает, что сила трения покоя $F_{тр.покоя}$ в каждый момент времени равна по модулю и противоположна по направлению приложенной силе упругости динамометра $F_{упр}$. По мере того как мы увеличиваем силу, с которой тянем динамометр, показания динамометра растут. Следовательно, и сила трения покоя также увеличивается, уравновешивая приложенную силу: $F_{тр.покоя} = F_{упр}$. Это продолжается до тех пор, пока брусок не сдвинется с места.

Ответ: Сила трения покоя увеличивается прямо пропорционально внешней силе, приложенной к бруску, до тех пор, пока брусок не начнет движение.

Какова максимальная сила трения покоя?

Максимальная сила трения покоя — это предельное значение силы трения, которое возникает непосредственно перед началом движения тела. В данном опыте это то максимальное показание динамометра, которое наблюдается в самый последний момент, прежде чем брусок сдвинется с места. Как только приложенная сила превысит это значение, брусок начнет скользить, и сила трения покоя сменится силой трения скольжения, которая обычно немного меньше. Максимальная сила трения покоя $F_{тр.покоя.макс}$ зависит от материалов соприкасающихся поверхностей (что описывается коэффициентом трения покоя $\mu_с$) и от силы нормальной реакции опоры $\text{N}$, которая в данном случае равна весу бруска с грузами: $F_{тр.покоя.макс} = \mu_с N$.

Ответ: Максимальная сила трения покоя — это сила, которую показывает динамометр в момент начала движения бруска. Это наибольшее значение силы, которое необходимо приложить, чтобы сдвинуть тело с места.

Дайте сравнительную оценку силам трения покоя, скольжения и качения.

Силы трения можно сравнить по их величине при прочих равных условиях (одинаковые материалы, одинаковая сила нормальной реакции опоры).

1. Сила трения покоя ($F_{тр.покоя}$) — это сила, которая препятствует началу движения. Её значение может изменяться от нуля до некоторого максимального значения $F_{тр.покоя.макс}$.

2. Сила трения скольжения ($F_{тр.скольжения}$) — это сила, действующая на тело при его скольжении по поверхности. Экспериментально установлено, что максимальная сила трения покоя, как правило, больше силы трения скольжения: $F_{тр.покоя.макс} > F_{тр.скольжения}$. Именно поэтому сдвинуть предмет с места труднее, чем продолжать его двигать.

3. Сила трения качения ($F_{тр.качения}$) — это сила, которая возникает при качении одного тела по поверхности другого (например, колеса по дороге). Сила трения качения всегда значительно меньше силы трения скольжения для тех же материалов и нагрузки. Именно на этом свойстве основано применение колес и подшипников для уменьшения трения.

Таким образом, можно составить следующее соотношение для величин сил трения: $F_{тр.качения} < F_{тр.скольжения} < F_{тр.покоя.макс}$.

Ответ: Максимальная сила трения покоя является наибольшей. Сила трения скольжения меньше максимальной силы трения покоя. Сила трения качения является наименьшей из трех и значительно меньше сил трения скольжения и покоя.