Номер 1, страница 96 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова, Сокольский

1. Какие виды трения вам известны?

Трение — это сила взаимодействия, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному движению. В физике выделяют несколько основных видов трения, которые классифицируются по характеру движения и среде.

Трение покоя

Это сила, возникающая между поверхностями контактирующих тел, которая препятствует началу их относительного движения. Если к телу приложить внешнюю силу, параллельную поверхности, но тело при этом останется на месте, значит, внешняя сила уравновешена силой трения покоя. Сила трения покоя может изменяться от нуля до некоторого максимального значения, которое необходимо преодолеть, чтобы тело начало двигаться.

Максимальная сила трения покоя определяется по формуле:

$F_{\text{тр.пок.макс}} = \mu_s N$

где $\mu_s$ — это коэффициент трения покоя (безразмерная величина, зависящая от материалов и состояния поверхностей), а $N$ — сила нормальной реакции опоры. Пример: Чтобы сдвинуть с места тяжелый ящик, нужно приложить силу, большую, чем максимальная сила трения покоя между ящиком и полом.

Ответ: Трение покоя — это сила, которая препятствует началу движения одного тела по поверхности другого.

Трение скольжения

Эта сила возникает, когда одно тело уже скользит по поверхности другого. Сила трения скольжения всегда направлена в сторону, противоположную вектору относительной скорости движения. Как правило, сила трения скольжения несколько меньше максимальной силы трения покоя, поэтому для поддержания равномерного движения требуется меньшее усилие, чем для того, чтобы его начать.

Величина силы трения скольжения рассчитывается по формуле:

$F_{\text{тр.ск}} = \mu_k N$

где $\mu_k$ — коэффициент трения скольжения. Обычно $\mu_k < \mu_s$. Пример: Санки, скатившись с горки, останавливаются на ровной поверхности из-за действия силы трения скольжения о снег.

Ответ: Трение скольжения — это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная против скорости относительного движения.

Трение качения

Трение качения возникает, когда тело (например, колесо, шар, цилиндр) катится по поверхности другого тела. Причиной возникновения этой силы является деформация как катящегося тела, так и поверхности. При прочих равных условиях сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения, что и обусловило широкое применение колес и подшипников в технике.

Сила трения качения вычисляется по формуле:

$F_{\text{тр.кач}} = \frac{k}{r} N$

где $k$ — коэффициент трения качения (имеет размерность длины), $r$ — радиус катящегося тела. Пример: Движение автомобиля по дороге или шарика в шарикоподшипнике сопровождается трением качения.

Ответ: Трение качения — это сила сопротивления движению, которая возникает при качении одного тела по поверхности другого.

Вязкое трение (сопротивление среды)

Этот вид трения возникает при движении твердого тела в жидкой или газообразной среде (например, в воде или в воздухе). Сила вязкого трения, или сила сопротивления среды, направлена против движения тела. Её величина существенно зависит от скорости тела, его формы и размеров, а также от вязкости и плотности среды.

При малых скоростях движения сила сопротивления пропорциональна скорости, а при больших — квадрату скорости:

$F_{\text{сопр}} \propto v$ (при малых скоростях)
$F_{\text{сопр}} \propto v^2$ (при больших скоростях)

Пример: Парашютист замедляет свое падение за счет силы сопротивления воздуха. Пловец преодолевает сопротивление воды во время движения.

Ответ: Вязкое трение — это сила сопротивления, действующая на тело при его движении внутри жидкости или газа.