Номер 9.18, страница 48 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IX. Основы динамики - номер 9.18, страница 48.

Условие.

9.18 Почему автомобилю трудно тронуться с места на обледенелой дороге?

Решение.

Решение

Движение автомобиля начинается благодаря силе трения покоя, возникающей между ведущими колесами и поверхностью дороги. Двигатель заставляет колеса вращаться, они отталкиваются от дороги в направлении, противоположном движению. В соответствии с третьим законом Ньютона, дорога действует на колеса с равной по величине и противоположной по направлению силой. Эта сила, направленная вперед, и заставляет автомобиль двигаться.

Максимальная сила трения покоя, которая может возникнуть между двумя поверхностями, определяется формулой:

$F_{тр.пок.макс} = \mu \cdot N$

где $\mu$ – коэффициент трения покоя, а $\text{N}$ – сила нормальной реакции опоры.

На сухом асфальте коэффициент трения $\mu$ между шинами и дорогой достаточно высок, что позволяет создать большую силу трения, которая обеспечивает автомобилю необходимое ускорение для начала движения.

На обледенелой дороге поверхность очень гладкая, поэтому коэффициент трения $\mu$ между шинами и льдом очень мал. Из-за этого максимальная сила трения покоя, которая может возникнуть, также очень мала. Когда водитель пытается тронуться, усилие, передаваемое от двигателя на колеса, легко превышает эту максимальную силу трения. В результате сцепление колес с дорогой нарушается, и они начинают проскальзывать (буксовать). Сила трения покоя сменяется силой трения скольжения, которая еще меньше. Этой силы оказывается недостаточно, чтобы сдвинуть автомобиль с места или придать ему заметное ускорение.

Ответ: Автомобилю трудно тронуться с места на обледенелой дороге из-за очень малого коэффициента трения между шинами и ледяной поверхностью. Движущая сила автомобиля – это сила трения покоя. На льду ее максимальное значение невелико, поэтому при попытке начать движение колеса срываются в проскальзывание (буксуют), не получая достаточного отталкивания от дороги.