Номер 3, страница 98 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

3. Как можно измерить силу трения?

3. Силу трения можно измерить экспериментально с помощью прибора для измерения силы — динамометра. Процесс измерения будет отличаться для силы трения скольжения и силы трения покоя.

Измерение силы трения скольжения

Этот метод позволяет найти величину силы, которая действует на тело при его движении по другой поверхности.

1. Положите тело (например, деревянный брусок) на горизонтальную поверхность (например, на стол).

2. Зацепите тело крючком динамометра.

3. Начните тянуть динамометр горизонтально, так чтобы тело двигалось по поверхности равномерно и прямолинейно. Это ключевое условие, так как при равномерном движении ускорение тела равно нулю ($a=0$).

4. Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тело, равна $F_{равн} = ma$. Поскольку движение равномерное ($a=0$), то и равнодействующая сила равна нулю ($F_{равн} = 0$).

5. В горизонтальном направлении на тело действуют две силы: сила упругости ($F_{упр}$), с которой динамометр тянет тело, и сила трения скольжения ($F_{тр.ск}$), которая направлена в противоположную сторону.

6. Условие равновесия сил в горизонтальном направлении означает, что их модули равны: $F_{упр} = F_{тр.ск}$.

Таким образом, показание динамометра в процессе равномерного движения тела будет численно равно искомой силе трения скольжения.

Измерение максимальной силы трения покоя

Сила трения покоя может принимать разные значения, поэтому обычно измеряют ее максимальное значение — силу, которую нужно преодолеть, чтобы сдвинуть тело с места.

1. Установка эксперимента такая же: тело на горизонтальной поверхности, к которому прикреплен динамометр.

2. Начинайте очень медленно и плавно увеличивать силу, с которой вы тянете динамометр. Следите за показаниями прибора.

3. Пока тело остается неподвижным, сила трения покоя ($F_{тр.п}$) в каждый момент времени равна силе, с которой вы тянете тело ($F_{упр}$), и направлена в противоположную сторону.

4. Зафиксируйте максимальное показание динамометра в тот момент, который непосредственно предшествует началу движения тела. Это и будет значение максимальной силы трения покоя ($F_{тр.п.макс}$). Как только тело сдвинется, сила трения уменьшится до значения силы трения скольжения.

Силу трения также можно рассчитать по формуле $F_{тр} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $N$ — сила нормальной реакции опоры. Описанный выше эксперимент как раз и позволяет найти этот коэффициент для пары данных поверхностей, измерив силу трения и силу нормальной реакции (для тела на горизонтальной поверхности $N = mg$).

Ответ: Силу трения измеряют с помощью динамометра. Чтобы измерить силу трения скольжения, нужно равномерно перемещать тело по поверхности и зафиксировать показание динамометра. Чтобы измерить максимальную силу трения покоя, нужно зафиксировать максимальное показание динамометра в момент перед началом движения тела.