Номер 24, страница 33 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

II. Основы динамики. Выполняем тест - номер 24, страница 33.

Условие.

24. При движении на роликовых коньках наименьшая сила трения качения возникает при движении:

1) по песку

2) по обычной асфальтовой дорожке

3) по специальному гладкому покрытию

Решение.

Решение

Сила трения качения возникает из-за деформации соприкасающихся поверхностей: в данном случае, колес роликовых коньков и поверхности, по которой они движутся. Чем больше деформация, тем больше сила трения качения, препятствующая движению. Величина силы трения качения $F_{тр.к}$ определяется формулой:

$F_{тр.к.} = k \frac{N}{R}$

где $\text{k}$ – коэффициент трения качения, зависящий от свойств материалов контактирующих тел (их твердости и упругости), $\text{N}$ – сила нормальной реакции опоры, а $\text{R}$ – радиус катящегося тела (колеса).

В условиях задачи человек на роликовых коньках остается тем же, поэтому сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ и радиус колес $\text{R}$ являются постоянными величинами. Следовательно, сила трения качения прямо пропорциональна коэффициенту трения качения $\text{k}$. Наименьшая сила трения будет на той поверхности, где коэффициент $\text{k}$ минимален. Минимальный коэффициент трения качения соответствует наиболее твердым и гладким поверхностям, так как они деформируются в наименьшей степени.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) по песку

Песок — мягкая и сыпучая среда. Колеса роликов будут сильно проваливаться (вязнуть) в песке, что вызывает очень большую деформацию поверхности. Это приводит к максимальному коэффициенту трения качения и, соответственно, к наибольшей силе трения.

2) по обычной асфальтовой дорожке

Асфальт — твердое покрытие, но оно обладает некоторой шероховатостью и не является идеально ровным. Деформация асфальта и колес коньков значительно меньше, чем на песке, что обеспечивает умеренную силу трения качения, достаточную для комфортного катания.

3) по специальному гладкому покрытию

Специальные покрытия, используемые в роллердромах или на спортивных треках, создаются максимально твердыми, гладкими и ровными. Это сводит к минимуму деформацию как покрытия, так и колес. В результате на такой поверхности коэффициент трения качения, а значит и сила трения качения, будут наименьшими.

Сравнивая три варианта, можно сделать вывод, что наименьшая сила трения качения возникает при движении по самому твердому и гладкому из предложенных покрытий.

Ответ: 3