Номер 2, страница 109 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Задание 23. Параграф 32. Сила трения. Глава 2. Взаимодействие тел - номер 2, страница 109.

Условие.

2. Придумайте способы уменьшения силы трения скольжения при движении книги по столу. Как увеличить силу трения?

Решение.

Решение 2.

Сила трения скольжения, возникающая при движении тела по поверхности, описывается формулой:$F_{тр} = \mu \cdot N$,где $\mu$ – это коэффициент трения скольжения между соприкасающимися поверхностями, а $N$ – сила нормальной реакции опоры. Для книги, лежащей на горизонтальном столе, сила нормальной реакции опоры равна по модулю силе тяжести, действующей на книгу: $N = mg$, где $m$ – масса книги, а $g$ – ускорение свободного падения. Таким образом, формула для силы трения в нашем случае выглядит так:$F_{тр} = \mu \cdot mg$.Исходя из этой формулы, для изменения силы трения необходимо воздействовать либо на коэффициент трения $\mu$, либо на силу нормальной реакции $N$ (которая зависит от массы $m$ и внешних сил).

Придумайте способы уменьшения силы трения скольжения при движении книги по столу.

Для уменьшения силы трения необходимо либо уменьшить коэффициент трения $\mu$ между обложкой книги и столешницей, либо уменьшить силу нормальной реакции $N$.

Способы уменьшения коэффициента трения ($\mu$):

• Смазка поверхностей. Если нанести на стол или обложку книги тонкий слой смазки (например, масла, воска, воды), то между трущимися поверхностями образуется разделяющий слой. Этот слой уменьшает прямое сцепление неровностей поверхностей, что приводит к значительному снижению коэффициента трения.
• Шлифовка и полировка. Поверхности стола и обложки книги можно сделать более гладкими. Чем меньше шероховатость, тем меньше неровностей, которые могут цепляться друг за друга при движении, и, соответственно, тем ниже коэффициент трения.
• Замена трения скольжения трением качения. Можно подложить под книгу несколько круглых предметов, например, карандашей или шариков. Книга будет катиться по ним, а не скользить по столу. Сила трения качения всегда значительно меньше силы трения скольжения.

Способы уменьшения силы нормальной реакции ($N$):

• Частичная компенсация силы тяжести. Если во время движения книги по столу слегка приподнимать ее, прикладывая силу, направленную вверх (но не отрывая от поверхности), то сила давления книги на стол уменьшится. Это приведет к уменьшению силы нормальной реакции $N$, и, как следствие, к уменьшению силы трения.

Ответ: Для уменьшения силы трения можно отполировать поверхности стола и книги, нанести между ними смазку, заменить трение скольжения на трение качения (например, с помощью карандашей) или уменьшить силу, с которой книга давит на стол (например, слегка приподнимая ее).

Как увеличить силу трения?

Для увеличения силы трения необходимо, наоборот, увеличить либо коэффициент трения $\mu$, либо силу нормальной реакции $N$.

Способы увеличения коэффициента трения ($\mu$):

• Увеличение шероховатости поверхностей. Можно сделать поверхности более грубыми. Например, положить на стол лист наждачной бумаги или обернуть книгу в материал с грубой текстурой (например, ткань). Чем больше неровности, тем сильнее сцепление поверхностей и выше коэффициент трения.
• Очистка поверхностей. Если между книгой и столом есть пыль или жировая пленка, которые могут действовать как смазка, их удаление приведет к увеличению трения.

Способы увеличения силы нормальной реакции ($N$):

• Увеличение массы. Если на книгу, которую мы двигаем, положить дополнительный груз (например, еще несколько книг), общая масса $m$ увеличится. Это увеличит силу тяжести и, соответственно, силу нормальной реакции $N$, что приведет к росту силы трения.
• Приложение внешней силы. Если при движении книги дополнительно прижимать ее к столу рукой, то общая сила, действующая на стол перпендикулярно поверхности, возрастет. Это увеличит силу нормальной реакции $N$ и, как следствие, силу трения.

Ответ: Для увеличения силы трения можно увеличить шероховатость соприкасающихся поверхностей (например, подложив наждачную бумагу) или увеличить силу давления книги на стол (положив сверху дополнительный груз или прижимая книгу рукой).