Номер 4, страница 92 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 19. Сила трения. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 4, страница 92.

4. Как можно уменьшить силу трения? Приведите примеры.

Сила трения скольжения и максимальная сила трения покоя рассчитываются по схожим формулам, которые связывают силу трения с силой нормальной реакции опоры.

Сила трения скольжения ($F_{тр.ск}$) возникает при движении одного тела по поверхности другого и рассчитывается по формуле:

$F_{тр.ск} = \mu N$

где $\mu$ — коэффициент трения скольжения, зависящий от материалов соприкасающихся поверхностей и качества их обработки, а $N$ — сила нормальной реакции опоры (сила, с которой опора действует на тело, перпендикулярно поверхности соприкосновения).

Максимальная сила трения покоя ($F_{тр.покоя\;max}$) — это наибольшая сила, которую нужно приложить к телу, чтобы сдвинуть его с места. Она рассчитывается по формуле:

$F_{тр.покоя\;max} = \mu_{с} N$

где $\mu_{с}$ — коэффициент трения покоя. Обычно коэффициент трения покоя немного больше коэффициента трения скольжения ($\mu_{с} > \mu$). Сама же сила трения покоя ($F_{тр.покоя}$) может принимать любые значения от нуля до своего максимального значения, уравновешивая внешнюю силу: $0 \le F_{тр.покоя} \le F_{тр.покоя\;max}$.

Ответ: Сила трения скольжения рассчитывается по формуле $F_{тр.ск} = \mu N$. Максимальная сила трения покоя рассчитывается по формуле $F_{тр.покоя\;max} = \mu_{с} N$.

4. Существует несколько основных способов уменьшить силу трения, которые применяются в технике и в быту.

1. Введение смазки между трущимися поверхностями. Слой смазочного материала (например, машинное масло, солидол, графитовая смазка) разделяет поверхности, и трение между твердыми телами заменяется на значительно меньшее трение в слоях жидкости или газа.

Примеры: смазывание дверных петель, подшипников в автомобиле, цепи велосипеда.

2. Шлифовка и полировка поверхностей. Уменьшение неровностей и шероховатостей соприкасающихся поверхностей приводит к уменьшению коэффициента трения.

Примеры: полировка лезвий коньков для лучшего скольжения по льду, шлифовка движущихся деталей двигателя.

3. Замена трения скольжения трением качения. Трение качения, возникающее при перекатывании одного тела по другому, как правило, в десятки и сотни раз меньше трения скольжения при прочих равных условиях.

Примеры: использование шариковых и роликовых подшипников в колесах, станках и других механизмах; перемещение тяжелых грузов на катках или тележках с колесами.

4. Создание воздушной или магнитной подушки. Этот способ позволяет практически полностью устранить трение соприкасающихся поверхностей, так как между телами создается прослойка воздуха или они удерживаются на расстоянии магнитным полем.

Примеры: суда на воздушной подушке, которые могут двигаться над водой и сушей; поезда на магнитной левитации (маглев), которые парят над рельсами.

Ответ: Уменьшить силу трения можно путем введения смазки между поверхностями, их полировки, замены трения скольжения трением качения (например, с помощью подшипников или колес), а также создания воздушной или магнитной подушки. Примеры: смазывание деталей механизмов, использование колес для перевозки грузов, поезда на магнитной подушке.