Номер 1, страница 113 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Задание 24. Параграф 34. Трение в природе и технике. Глава 2. Взаимодействие тел - номер 1, страница 113.

Условие.

1. Побеседуйте со знакомыми вам автомобилистами и выясните, в каких узлах автомобиля необходимо увеличивать трение (трение полезно), в каких уменьшать (трение вредно).

Решение.

Решение 2.

В конструкции автомобиля трение играет двойственную роль. В некоторых системах оно является ключевым рабочим принципом и его намеренно увеличивают, в то время как в других оно вредно, так как приводит к износу, потерям энергии и перегреву, и его стремятся максимально уменьшить. Проанализируем основные узлы.

Узлы, в которых трение полезно и его необходимо увеличивать:

• Тормозная система. Это самый важный пример полезного трения. Эффективность торможения напрямую зависит от силы трения, возникающей между тормозными колодками и тормозными дисками (или барабанами). При нажатии на педаль тормоза колодки прижимаются к дискам, и сила трения преобразует кинетическую энергию движения автомобиля в тепловую, что приводит к его замедлению и остановке. Материалы для этих деталей специально подбирают для создания высокого коэффициента трения.

• Сцепление шин с дорогой. Движение автомобиля (разгон, торможение, повороты) возможно только благодаря силе трения покоя между протектором шин и поверхностью дороги. Без достаточного сцепления колеса бы проскальзывали. Для увеличения этой силы трения производители разрабатывают сложные рисунки протектора, используют специальные резиновые смеси, а для зимних условий применяют шипы.

• Диск сцепления. В автомобилях с механической коробкой передач сцепление отвечает за передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Это происходит за счет силы трения между диском сцепления, маховиком и нажимным диском. Высокое трение в этом узле необходимо для надежной передачи мощности без проскальзывания.

• Приводные ремни. Ремни, которые приводят в движение генератор, насос гидроусилителя руля, компрессор кондиционера, работают за счет трения о шкивы. Чтобы ремень не проскальзывал и надежно передавал вращение, необходимо достаточное натяжение и трение.

Узлы, в которых трение вредно и его необходимо уменьшать:

• Двигатель. Внутри двигателя множество деталей движутся с высокой скоростью и находятся в контакте друг с другом (например, поршни в цилиндрах, валы в подшипниках скольжения). Трение здесь приводит к значительному износу, выделению большого количества тепла и потере мощности, что снижает КПД двигателя и увеличивает расход топлива. Для борьбы с трением используется система смазки: моторное масло создает тонкую пленку между трущимися поверхностями, разделяя их.

• Подшипники качения. Колеса автомобиля, валы в коробке передач и генераторе вращаются в подшипниках. Их задача — обеспечить максимально легкое вращение. Трение в подшипниках вызывает их нагрев, износ, приводит к потерям энергии и ухудшению наката автомобиля. Для его минимизации используются подшипники качения (шариковые или роликовые) и специальные густые смазки.

• Трансмиссия. В коробке передач и редукторах мостов шестерни находятся в постоянном зацеплении и движении. Трение между их зубьями приводит к износу и потерям энергии при передаче крутящего момента. Для его уменьшения эти узлы работают в "масляной ванне", то есть обильно смазываются специальным трансмиссионным маслом.

• Трение кузова о воздух (аэродинамическое сопротивление). Это тоже вид трения, который препятствует движению автомобиля, особенно на высоких скоростях. Для его уменьшения кузову придают обтекаемую (аэродинамическую) форму, что позволяет снизить расход топлива.

Ответ: Трение необходимо увеличивать в тормозной системе (колодки и диски), в месте контакта шин с дорогой, в механизме сцепления. Уменьшать трение необходимо во всех движущихся частях двигателя, в подшипниках (колес, генератора и т.д.), в шестернях коробки передач и редукторов. Также необходимо уменьшать трение кузова об воздух с помощью аэродинамики. Для уменьшения вредного трения применяют смазочные материалы (масла и смазки), а также подшипники качения.