Номер 1, страница 116 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова, Сокольский

1. Трение: вред или польза?

Решение

Трение — это сила, возникающая при контакте поверхностей двух тел и препятствующая их относительному движению. Однозначно ответить на вопрос, является ли трение вредным или полезным, невозможно, так как оно играет двойственную роль. Рассмотрим обе стороны этого явления.

Польза трения

Во многих аспектах нашей жизни и техники трение является не просто полезным, а жизненно необходимым. Без силы трения многие привычные нам действия стали бы невозможными.

• Движение: Сила трения покоя между подошвой обуви и землей позволяет нам ходить, не проскальзывая. Аналогично, сцепление колес с дорогой обеспечивает движение и торможение автомобилей, поездов и велосипедов. Без трения транспорт не смог бы ни тронуться с места, ни остановиться.
• Удержание объектов: Благодаря трению мы можем держать предметы в руках, вбитые в стену гвозди и вкрученные шурупы удерживают полки, а узлы на веревках не развязываются.
• Механизмы: Ременные передачи в станках и автомобилях работают за счет трения между ремнем и шкивами.
• Получение огня: Исторически огонь добывали трением, и современный способ зажечь спичку о коробок также основан на этом принципе.

Сила трения скольжения описывается формулой $F_{тр} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, зависящий от материалов соприкасающихся поверхностей, а $N$ — сила нормальной реакции опоры. Увеличивая коэффициент трения (например, используя специальные материалы для тормозных колодок) или силу прижатия, можно усилить полезный эффект трения.

Ответ: Трение приносит пользу, обеспечивая возможность ходьбы и движения транспорта, работу тормозов, удержание предметов и функционирование многих механизмов. Оно является фундаментальной силой, без которой наш мир был бы неузнаваем.

Вред трения

Несмотря на свою полезность, в других ситуациях трение является вредным фактором, с которым инженерам и конструкторам приходится активно бороться.

• Износ деталей: Трение — главная причина износа движущихся частей в любых механизмах: от дверных петель до сложных двигателей и турбин. Это приводит к поломкам, необходимости ремонта и замены деталей, сокращая срок службы оборудования.
• Потери энергии: При трении механическая энергия необратимо преобразуется во внутреннюю (тепловую) энергию. Это приводит к нагреву трущихся деталей и бесполезным потерям энергии. Например, значительная часть мощности двигателя автомобиля расходуется на преодоление сил трения в его компонентах.
• Сопротивление движению: Любое тело, движущееся в газе или жидкости (например, самолет в воздухе или подводная лодка в воде), испытывает силу сопротивления, которая является разновидностью силы трения. Для преодоления этого сопротивления требуются дополнительные затраты энергии.

Для уменьшения вредного влияния трения применяют различные методы:

• Использование смазочных материалов (масел, графита), которые создают защитный слой между поверхностями.
• Замена трения скольжения на трение качения с помощью шариковых или роликовых подшипников.
• Тщательная шлифовка и полировка контактирующих поверхностей.
• Придание телам обтекаемой аэродинамической или гидродинамической формы для снижения сопротивления среды.

Ответ: Вред трения проявляется в износе и разрушении деталей машин, непроизводительных потерях энергии на нагрев и создании сопротивления, которое мешает движению. Борьба с вредным трением — важная инженерная задача.

Таким образом, на вопрос "Трение: вред или польза?" следует отвечать, что оно является и тем, и другим. Трение — это необходимое условие для многих процессов, но в то же время — нежелательное явление в других. Ключевая задача в науке и технике состоит не в том, чтобы полностью устранить трение, а в том, чтобы научиться им управлять: ослаблять там, где оно мешает, и усиливать там, где оно необходимо.

Ответ: Трение — это физическое явление, которое в зависимости от ситуации может быть как чрезвычайно полезным, так и крайне вредным. Нельзя дать однозначную оценку, не рассмотрев конкретный контекст его проявления.