§26. Тертя. Сила тертя

ГДЗ Фізика 7 клас Бар’яхтар

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які види тертя ви знаєте?

Види тертя: тертя спокою, тертя ковзання та тертя кочення.

2. Чому силу тертя спокою називають рушійною силою?

Силу тертя спокою називають рушійною, оскільки вона дозволяє тілу залишатися в стані спокою, протидіючи зовнішнім силам, які намагаються його зрушити.

3. Коли виникає сила тертя ковзання та від яких чинників вона залежить?

Сила тертя ковзання виникає під час ковзання одного тіла по поверхні іншого і залежить від властивостей дотичних поверхонь та сили нормальної реакції опори.

4. Від чого залежить коефіцієнт тертя ковзання?

Коефіцієнт тертя ковзання залежить від матеріалів дотичних поверхонь, якості їх обробки та відносної швидкості руху (незначно).

5. Чому виникає сила тертя ковзання? Як її можна зменшити?

Сила тертя ковзання виникає через нерівності на поверхнях, які чіпляються одна за одну. Її можна зменшити, змащуючи поверхні, що дозволяє замінити сухе тертя на рідке.

6. Чому кругле тіло котити легше, ніж тягти?

Кругле тіло котити легше, ніж тягти, оскільки сила тертя кочення зазвичай менша за силу тертя ковзання, що зменшує опір руху.

ВПРАВА № 26

1. Чи діє сила тертя на книжку, яка лежить на горизонтальній поверхні стола?

На книжку, яка вільно лежить на горизонтальному столі, не діє сила тертя спокою, оскільки відсутня сила, яка намагається зрушити її з місця. Сила тертя спокою виникає лише під час спроби зрушити тіло.

2. Щоб відкрутити гайку, треба докласти зусиль. Чому гайка набагато легше відкручується, якщо гвинт, на який її накручено, змастити?

Гайка легше відкручується після змащення гвинта, оскільки між поверхнями виникає сила тертя рідкого ковзання, яка є значно меншою за силу тертя сухого ковзання. Це зменшення тертя дозволяє легше подолати опір при відкручуванні гайки.

3. Знайдіть на рисунку приклади зміни коефіцієнта тертя, коли збільшуються або зменшуються нерівності поверхонь.

На рисунку можна побачити два приклади:

Змащування лиж воском:

Коли хлопчик змащує лижі воском, це зменшує нерівності поверхонь. Віск заповнює нерівності, роблячи поверхню більш рівною, що призводить до зменшення коефіцієнта тертя ковзання. Лижі починають ковзати легше.

Протектор на підошві взуття:

Нанесення протектора на підошву взуття збільшує нерівності поверхонь. Чим більше нерівностей, тим вищим буде коефіцієнт тертя. Це дозволяє людині впевнено ходити по слизьким поверхням, таким як лід чи сніг, оскільки коефіцієнт тертя збільшується.

4. Проаналізуйте правила поведінки під час ожеледиці та поясніть, які властивості сили тертя в них ураховано. Додайте ще два-три правила.

Під час ожеледиці важливо дотримуватись певних правил, щоб уникнути падінь і травм. Ось основні правила поведінки:

Обирайте чоботи з товстою рельєфною підошвою з пористого матеріалу. Це правило враховує, що збільшення нерівностей поверхні підошви підвищує коефіцієнт тертя, що допомагає уникнути ковзання.
Обходьте слизькі місця. Слизькі ділянки, як правило, мають менший коефіцієнт тертя, що робить пересування по них небезпечним.
Пересувайтесь невеликими кроками. Маленькі кроки дозволяють контролювати баланс і зменшують ризик ковзання, оскільки сила тертя спокою буде більшою при повільному русі.
Не тримайте руки в кишенях. Це правило важливе для підтримки рівноваги: вільні руки дозволяють швидше реагувати на зміни у положенні тіла.

Додаткові правила:

Уникайте підтоплених місць або ділянок з підтаявшим льодом. Такі місця можуть бути особливо небезпечними через наявність води, яка зменшує коефіцієнт тертя.
З особливою обережністю піднімайтеся або опускайтеся по сходах і підйомах. Це правило враховує те, що при русі вгору чи вниз ризик падіння зростає через зміну кута нахилу і зменшення сили тертя.

Властивості сили тертя:

Сила тертя спокою більша за силу тертя ковзання. Це правило використане в рекомендаціях пересуватися маленькими кроками.
Коефіцієнт тертя збільшується при збільшенні нерівностей поверхонь. Це підтверджується вибором взуття з рельєфною підошвою.
Сила тертя рідкого ковзання менша за силу сухого ковзання. Це важливо враховувати при уникненні слизьких ділянок.

5. До бруска, розташованого на горизонтальній поверхні стола, прикладають горизонтальну силу 3 Н. Брусок при цьому рухається рівномірно в напрямку дії сили. З’ясуйте: а) чому дорівнює сила тертя, що діє на брусок; б) як поводитиметься брусок і якою буде сила тертя, якщо показ динамометра 2 Н.

а) Чому дорівнює сила тертя, що діє на брусок?

Сила тертя, що діє на брусок, дорівнює 3 Н. Це пов’язано з тим, що брусок рухається рівномірно, отже, сили, що діють на нього, скомпенсовані. Сила, яка прикладається (3 Н), зрівноважується силою тертя ковзання, яка також дорівнює 3 Н.

б) Як поводитиметься брусок і якою буде сила тертя, якщо показ динамометра 2 Н?

Якщо показ динамометра становитиме 2 Н, брусок зупиниться так і на нього буде діяти сила тертя спокою 2 Н.

6. Зменшення тертя внаслідок розташування твердих котків між поверхнями, які ковзають одна по одній, є добре відомим. Підготуйте повідомлення про відповідні історичні приклади.

Зменшення тертя за допомогою розташування твердих котків між поверхнями, які ковзають одна по одній, є важливим досягненням в історії технологій. Це явище має давнє коріння, і його застосування можна простежити через численні історичні приклади.

Історичні приклади використання котків для зменшення тертя

Давній Єгипет: Під час будівництва пірамід, єгиптяни використовували дерев’яні колоди як ролики для переміщення важких кам’яних блоків. Це дозволяло значно зменшити тертя між блоками й землею, що полегшувало їх транспортування. Зображення на стінах храмів свідчать про цей метод, який дозволяв зменшити зусилля, необхідне для переміщення великих об’єктів.
Винахід колеса: Винахід колеса приблизно 3500 років до нашої ери став революційним кроком у зменшенні тертя. Колесо замінило ковзання на кочення, що значно зменшило опір руху. Це дозволило стародавнім цивілізаціям покращити транспорт і торгівлю, оскільки вантажі стало легше перевозити.
Використання котків у середньовічній архітектурі: У середньовіччі під час будівництва великих соборів і замків також використовували котки для переміщення важких кам’яних блоків. Робітники підкладали дерев’яні під блоки, що дозволяло зменшити тертя і спростити процес підйому та транспортування матеріалів.
Технології в промисловості: У XIX столітті з розвитком промисловості почали активно використовувати підшипники — пристрої, які також зменшують тертя між рухомими частинами машин. Ці технології значно полегшили роботу машин і механізмів.

Використання котків і підшипників для зменшення тертя стало важливим кроком у розвитку технологій. Цей принцип не лише полегшує переміщення важких об’єктів, але й забезпечує ефективність роботи механізмів у різних галузях промисловості. Історія показує, що людство завжди шукало способи зменшити тертя для покращення продуктивності та зручності в повсякденному житті.