Номер 2, страница 65 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Динамика. Параграф 13. Силы в механике. Вопросы - номер 2, страница 65.

Условие.

2. Чем физически отличаются понятия силы трения покоя и силы трения скольжения?

Решение.

2. Сила трения покоя и сила трения скольжения — это две разновидности силы сухого трения, которые физически отличаются условиями возникновения, величиной и характером своего проявления.

Сила трения покоя ($F_{тр. покоя}$)

• Условия возникновения: Действует на тело, которое находится в покое на какой-либо поверхности, когда на него действует внешняя сила, пытающаяся сдвинуть его с места. Сила трения покоя препятствует началу движения.
• Величина: Это переменная величина. Её модуль всегда равен модулю внешней силы, приложенной параллельно поверхности, и она направлена в противоположную сторону. Сила трения покоя может изменяться от нуля до некоторого максимального значения $F_{тр. покоя, макс}$: $0 \le F_{тр. покоя} \le F_{тр. покоя, макс}$. Как только внешняя сила превышает это максимальное значение, тело начинает двигаться.

Сила трения скольжения ($F_{тр. скольжения}$)

• Условия возникновения: Действует на тело, когда оно уже движется (скользит) по поверхности другого тела. Сила трения скольжения всегда направлена против вектора скорости относительного движения.
• Величина: В большинстве случаев её величину считают постоянной (при небольших скоростях). Она рассчитывается по формуле $F_{тр. скольжения} = \mu_k N$, где $\mu_k$ — коэффициент трения скольжения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. Важно, что сила трения скольжения, как правило, меньше максимальной силы трения покоя: $F_{тр. скольжения} < F_{тр. покоя, макс}$.

Основные физические отличия:

1. Состояние тела: Сила трения покоя действует на неподвижное тело, а сила трения скольжения — на движущееся.
2. Величина силы: Сила трения покоя может изменять свою величину в зависимости от приложенной внешней силы (от 0 до $F_{тр. покоя, макс}$), в то время как сила трения скольжения практически постоянна.
3. Микроскопическая причина: В состоянии покоя микронеровности контактирующих поверхностей глубже сцепляются друг с другом, и между молекулами на участках фактического контакта возникают силы притяжения (адгезии). Чтобы разорвать эти связи и начать движение, требуется большая сила (равная $F_{тр. покоя, макс}$). При скольжении эти связи не успевают образовываться в полной мере, поэтому сила сопротивления движению уменьшается.

Ответ: Физически сила трения покоя отличается от силы трения скольжения тем, что она действует на неподвижное тело и её величина может изменяться от нуля до максимального значения, уравновешивая внешнюю силу. Сила трения скольжения действует на движущееся тело, её величина практически постоянна и обычно меньше максимальной силы трения покоя. Эта разница обусловлена более сильным сцеплением микронеровностей и адгезионными связями поверхностей в состоянии покоя.