Номер 2, страница 111, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Основы динамики. Параграф 25. Сила трения. Вопросы и задания - номер 2, страница 111.

Условие.

2. В чём сходство и в чём различия сил трения и сил упругости?

Решение.

Сходство

Силы трения и силы упругости, несмотря на разные проявления, имеют несколько фундаментальных общих черт:
1. Электромагнитная природа. Обе силы являются проявлением электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества. В случае силы упругости это взаимодействие частиц внутри одного деформируемого тела, а в случае силы трения — взаимодействие атомов и молекул на поверхностях двух соприкасающихся тел.
2. Контактный характер. И сила трения, и сила упругости относятся к контактным силам, то есть они возникают только при непосредственном соприкосновении тел.
3. Реакционный характер. Обе силы возникают как реакция на внешнее воздействие. Сила упругости противодействует деформации тела, стремясь вернуть его в первоначальное состояние. Сила трения противодействует относительному перемещению тел (или попытке такого перемещения).
4. Единицы измерения. Как и любые другие силы в механике, обе измеряются в ньютонах (Н) в Международной системе единиц (СИ).

Ответ: Сходство сил трения и упругости заключается в их общей электромагнитной природе и контактном характере. Обе силы являются силами реакции, возникающими в ответ на внешнее воздействие (деформацию или относительное движение).

Различия

Основные различия между силой упругости и силой трения лежат в причинах их возникновения, направлении, а также в их влиянии на механическую энергию системы.
1. Причина возникновения. Сила упругости возникает вследствие деформации (изменения формы или объема) тела. Сила трения возникает при относительном движении или попытке такого движения двух тел, поверхности которых находятся в контакте.
2. Направление. Сила упругости направлена против направления смещения частиц тела при деформации (то есть стремится восстановить исходную форму). Сила трения всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения, против вектора относительной скорости или против направления возможного движения.
3. Влияние на энергию. Сила упругости является консервативной (потенциальной). Работа, совершаемая этой силой, не приводит к потере механической энергии; она преобразуется в потенциальную энергию деформации ($E_п = \frac{k x^2}{2}$), которая может быть полностью возвращена системе. Сила трения, наоборот, является диссипативной (неконсервативной). Ее работа всегда отрицательна, она приводит к преобразованию механической энергии во внутреннюю энергию (тепло), которая рассеивается. Этот процесс необратим, и полная механическая энергия системы уменьшается.
4. Зависимость от параметров. Величина силы упругости (в рамках закона Гука) прямо пропорциональна величине деформации: $F_{упр} = k |\Delta x|$. Величина силы трения скольжения зависит от силы нормальной реакции опоры ($\text{N}$) и коэффициента трения ($\mu$), т.е. $F_{тр} = \mu N$, и в первом приближении не зависит от площади контакта и относительной скорости тел.

Ответ: Главные различия заключаются в следующем: 1) сила упругости вызвана деформацией тела, а сила трения — относительным движением поверхностей; 2) сила упругости направлена против деформации, а сила трения — вдоль поверхности против движения; 3) сила упругости является консервативной (сохраняет механическую энергию), в то время как сила трения — диссипативная (рассеивает механическую энергию в тепло).