Номер 5, страница 8 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 1. Тепловые явления. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Вариант 1 - номер 5, страница 8.

Решение.

5. Почему подшипники качения (шариковые и роликовые) нагреваются меньше, чем подшипники скольжения (см. рисунок)?

Подшипник скольжения

Подшипник качения

Решение.

Нагрев подшипников происходит из-за работы, совершаемой силами трения, которая переходит в теплоту. Величина этой работы и, соответственно, степень нагрева зависят от типа трения, возникающего в подшипнике.

В подшипниках скольжения вращающаяся часть (вал) скользит по неподвижной опорной поверхности. Между ними действует сила трения скольжения. Даже при наличии смазки, которая уменьшает трение, оно остается существенным, так как поверхности имеют большую площадь контакта и движутся друг относительно друга.

В подшипниках качения трение скольжения заменяется на трение качения. Между подвижным и неподвижным кольцами подшипника находятся тела качения (шарики или ролики), которые перекатываются по специальным дорожкам. Сила трения качения, возникающая при деформации тел качения и дорожек, при прочих равных условиях значительно меньше силы трения скольжения. Коэффициент трения качения ($\text{k}$) на один-два порядка меньше коэффициента трения скольжения ($\mu$).

Работа силы трения $A_{тр}$ приводит к выделению количества теплоты $\text{Q}$. Поскольку сила трения качения намного меньше силы трения скольжения, то и работа против сил трения в подшипниках качения за один и тот же промежуток времени будет значительно меньше. Следовательно, они выделяют меньше тепла и меньше нагреваются.

Ответ: Подшипники качения нагреваются меньше, чем подшипники скольжения, потому что в них трение скольжения заменено трением качения. Сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения, поэтому работа, совершаемая против сил трения, и количество выделяемой теплоты в подшипниках качения существенно меньше.