Номер 5, страница 98 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

5. От чего зависит сила трения скольжения? Как ее уменьшить?

От чего зависит сила трения скольжения?

Сила трения скольжения — это сила, возникающая между соприкасающимися поверхностями тел при их относительном движении. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения.

Величина силы трения скольжения вычисляется по формуле:

$F_{тр.ск.} = \mu \cdot N$

где:
$F_{тр.ск.}$ — это сила трения скольжения, измеряемая в Ньютонах (Н).
$\mu$ (мю) — это коэффициент трения скольжения. Это безразмерная величина, которая характеризует взаимодействующие поверхности.
$N$ — это сила нормальной реакции опоры, то есть сила, с которой опора действует на тело перпендикулярно поверхности соприкосновения. Она измеряется в Ньютонах (Н) и по модулю равна силе, прижимающей тело к поверхности. Для тела, находящегося на горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции опоры равна силе тяжести $mg$.

Таким образом, сила трения скольжения зависит от двух основных факторов:

1. От рода материалов и качества обработки соприкасающихся поверхностей. Эти характеристики определяют значение коэффициента трения $\mu$. Например, коэффициент трения для пары "сталь по льду" значительно меньше, чем для пары "резина по асфальту". Шлифовка и полировка поверхностей уменьшают их шероховатость и, как правило, снижают коэффициент трения.

2. От силы нормальной реакции опоры ($N$). Чем сильнее тело прижато к поверхности, тем больше сила трения. Например, пустые сани легче тащить по снегу, чем нагруженные, так как у нагруженных саней больше масса и, следовательно, больше сила нормальной реакции опоры.

Важно отметить, что в большинстве случаев сила трения скольжения практически не зависит от площади соприкосновения тел и от скорости их относительного движения (при не очень больших скоростях).

Ответ: Сила трения скольжения зависит от материалов соприкасающихся поверхностей и качества их обработки (эти факторы определяют коэффициент трения $\mu$), а также от силы нормальной реакции опоры ($N$), которая прижимает поверхности друг к другу.

Как ее уменьшить?

Чтобы уменьшить силу трения скольжения, необходимо повлиять на факторы, от которых она зависит ($F_{тр.ск.} = \mu \cdot N$). Для этого существуют следующие способы:

1. Уменьшение коэффициента трения ($\mu$):
а) Применение смазочных материалов. Введение жидкой или твердой смазки (масло, вода, графитовая смазка) между трущимися поверхностями. Слой смазки разделяет поверхности, и трение скольжения заменяется на внутреннее трение в жидкости, которое значительно меньше.
б) Шлифовка и полировка поверхностей. Уменьшение неровностей на поверхностях снижает коэффициент трения.

2. Уменьшение силы нормальной реакции опоры ($N$):
Чем меньше сила, прижимающая тело к поверхности, тем меньше сила трения. Этого можно достичь, например, уменьшив массу перемещаемого объекта.

3. Замена трения скольжения трением качения:
Использование колес, роликов, шариковых или роликовых подшипников. Сила трения качения, как правило, во много раз меньше силы трения скольжения при тех же условиях. Это один из наиболее распространенных и эффективных методов в технике.

4. Создание воздушной или магнитной подушки:
В судах на воздушной подушке или поездах на магнитной левитации (маглев) тело приподнимается над поверхностью, что практически полностью устраняет контакт и, следовательно, трение.

Ответ: Силу трения можно уменьшить, применив смазку, отполировав поверхности, уменьшив прижимающую силу (например, массу объекта), а также заменив трение скольжения трением качения (с помощью колес, подшипников) или использовав воздушную/магнитную подушку.