Номер 363, страница 45 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 15. Сила трения. Виды трения. Трение в природе и технике - номер 363, страница 45.

Решение.

Ходить по льду трудно из-за очень малого коэффициента трения между подошвой обуви и поверхностью льда. Процесс ходьбы основан на взаимодействии человека с поверхностью, по которой он движется.

Когда человек делает шаг, он отталкивается ногой от поверхности назад. В соответствии с третьим законом Ньютона, поверхность с такой же по модулю, но противоположной по направлению силой, толкает человека вперед. Эта сила, действующая на человека, и есть сила трения покоя. Именно она заставляет нас двигаться.

Максимальная сила трения покоя $F_{тр.макс}$ пропорциональна силе нормальной реакции опоры $\text{N}$ (которая для горизонтальной поверхности равна силе тяжести) и зависит от коэффициента трения покоя $\mu$ между соприкасающимися поверхностями:

$F_{тр.макс} = \mu \cdot N$

Поверхность льда очень гладкая, что уже обеспечивает низкий коэффициент трения. Кроме того, под давлением, создаваемым весом человека на малую площадь подошвы, температура плавления льда немного понижается. В результате на поверхности льда образуется очень тонкая пленка воды. Эта пленка действует как смазка, еще сильнее уменьшая коэффициент трения $\mu$.

Поскольку коэффициент трения между обувью и мокрым льдом крайне мал, то и максимальная сила трения покоя, которая может возникнуть, тоже очень мала. Когда мы пытаемся оттолкнуться для шага, мы прилагаем силу, которая легко превышает это небольшое значение $F_{тр.макс}$. В результате сцепление нарушается, нога проскальзывает назад, и мы не получаем достаточного импульса для движения вперед. Это и вызывает трудности при ходьбе по льду и может привести к падению.

Ответ: Ходить по льду трудно, потому что сила трения между подошвой обуви и льдом очень мала. Для ходьбы необходимо, чтобы сила трения покоя, толкающая человека вперед в ответ на его отталкивание от поверхности, была достаточно большой. Из-за низкого коэффициента трения льда (особенно при наличии тонкой водяной пленки) эта сила оказывается недостаточной, и нога проскальзывает.