Номер 8, страница 101, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 11. Силы трения - номер 8, страница 101.

Условие.

8. Почему стальной шарик долго катится по стеклу?

Решение.

Стальной шарик долго катится по стеклу из-за очень малого сопротивления его движению. Это явление можно объяснить, рассмотрев силы, действующие на шарик, и свойства материалов.

1. Инерция. Согласно первому закону Ньютона, тело, находящееся в движении, стремится сохранить свою скорость и направление. Получив начальный толчок, шарик будет катиться до тех пор, пока внешние силы не остановят его.

2. Малая сила трения качения. Основной силой, замедляющей движение шарика, является сила трения качения. Эта сила возникает из-за деформации соприкасающихся тел в точке их контакта. И сталь, и стекло — очень твердые и упругие материалы. Когда твердый стальной шарик катится по твердой стеклянной поверхности, деформация обоих тел минимальна. Следовательно, потери энергии на преодоление этой деформации очень малы, и сила трения качения оказывается незначительной. Для сравнения, на мягкой поверхности (например, на ковре) деформация была бы гораздо больше, и шарик остановился бы почти сразу.

3. Гладкость поверхностей. И полированный стальной шарик, и стекло имеют очень гладкие поверхности. Это дополнительно уменьшает потери энергии при контакте, сводя к минимуму зацепление микронеровностей.

4. Сопротивление воздуха. Эта сила также тормозит шарик, но для плотного и тяжелого стального шарика, движущегося с небольшой скоростью, ее вклад в общее торможение очень мал.

Таким образом, поскольку суммарная сила сопротивления (в основном, сила трения качения) очень мала, шарик теряет свою кинетическую энергию очень медленно и, благодаря инерции, может продолжать свое движение в течение длительного времени.

Ответ: Стальной шарик долго катится по стеклу, потому что сила трения качения между этими двумя очень твердыми и гладкими материалами крайне мала. Из-за этого замедляющая сила, действующая на шарик, незначительна, и он долго сохраняет свое движение по инерции.