Номер 1, страница 111 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 33. Трение покоя. Глава 2. Взаимодействие тел - номер 1, страница 111.

Условие.

1. Приведите примеры проявления силы трения покоя в быту и в технике.

Решение.

Решение 2.

Приведите примеры проявления силы трения покоя в быту и в технике.

Сила трения покоя — это сила, которая возникает между двумя контактирующими телами и препятствует их относительному движению. Она проявляется, когда на одно из тел действует внешняя сила, но оно остаётся в покое. Величина силы трения покоя равна по модулю и противоположна по направлению внешней силе, пытающейся сдвинуть тело, до тех пор, пока эта сила не превысит максимальное значение силы трения покоя.

Примеры в быту:

• Мебель (шкаф, стол, диван) стоит на полу и не сдвигается с места, когда на неё случайно опираются или слегка толкают. Сила трения покоя между ножками мебели и полом удерживает её на месте.
• Книга, лежащая на наклонном столе, не соскальзывает вниз благодаря силе трения покоя.
• Гвоздь, вбитый в стену, удерживается в ней силой трения покоя, что позволяет вешать на него картины или одежду.
• Когда мы держим в руке чашку или любой другой предмет, именно сила трения покоя между нашими пальцами и поверхностью предмета не даёт ему выскользнуть.
• Узлы на верёвках и шнурках держатся за счёт силы трения покоя между витками.

Примеры в технике:

• Автомобиль, припаркованный на уклоне, удерживается от скатывания силой трения покоя между шинами и дорожным покрытием (а также тормозными колодками).
• Резьбовые соединения (болты и гайки) в конструкциях и механизмах не раскручиваются самопроизвольно под действием вибраций благодаря силе трения покоя в резьбе.
• Ленточный конвейер может перемещать грузы, в том числе и вверх под углом, так как сила трения покоя не даёт грузу соскальзывать с ленты.
• В ременной передаче, используемой во многих двигателях и станках, вращение от одного шкива к другому передаётся без проскальзывания благодаря силе трения покоя между ремнём и шкивами.

Ответ: В быту сила трения покоя удерживает мебель на месте, гвозди в стене, предметы в руках и не даёт развязаться узлам. В технике она удерживает припаркованные автомобили на уклоне, предотвращает самораскручивание болтов и гаек и обеспечивает передачу движения в ременных передачах и на ленточных конвейерах.

2. Какую силу необходимо приложить к книге, лежащей на...

Чтобы сдвинуть книгу, лежащую на горизонтальной поверхности (например, на столе), необходимо приложить горизонтальную силу, которая будет как минимум равна максимальной силе трения покоя. Сила трения покоя $F_{тр.п.}$ возникает в ответ на приложенную силу $F_{прил}$ и уравновешивает её до тех пор, пока книга остаётся на месте ($F_{тр.п.} = F_{прил}$).

Движение начнётся в тот момент, когда приложенная сила $F_{прил}$ превысит максимальное значение силы трения покоя $F_{тр.п.макс}$. Это максимальное значение рассчитывается по формуле:

$F_{тр.п.макс} = \mu_s N$

где:

• $\mu_s$ — коэффициент трения покоя, который зависит от материалов соприкасающихся поверхностей (обложки книги и стола) и качества их обработки.
• $N$ — сила нормальной реакции опоры. Для книги, лежащей на горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции опоры по модулю равна силе тяжести, действующей на книгу: $N = F_{тяж} = mg$.

Здесь $m$ — масса книги, а $g$ — ускорение свободного падения (приблизительно $9.8 \text{ м/с}^2$).

Таким образом, для того, чтобы сдвинуть книгу, необходимо выполнить условие:

$F_{прил} \ge F_{тр.п.макс}$

Подставив выражение для максимальной силы трения покоя, получаем:

$F_{прил} \ge \mu_s mg$

Это означает, что для того, чтобы сдвинуть книгу, нужно приложить силу, большую или равную произведению коэффициента трения покоя на вес книги.

Ответ: Чтобы сдвинуть книгу с места, необходимо приложить к ней горизонтальную силу, которая будет больше или равна максимальной силе трения покоя, определяемой по формуле $F_{тр.п.макс} = \mu_s mg$, где $\mu_s$ — коэффициент трения покоя, $m$ — масса книги, $g$ — ускорение свободного падения.