Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049108

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049108

Для резки стали используют фрикционную пилу (диск без зубьев). Вращаясь с большой скоростью, такой диск режет металл. Объясните этот процесс.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Обычная пила грызёт металл зубьями. У этого диска зубьев нет, а сталь он всё равно разрезает. Значит, работает здесь не зуб, а что-то другое.

Диск вращается очень быстро и прижат к стали. Его край скользит по металлу, между ними действует большая сила трения.

Сила трения совершает работу, и работа эта большая, потому что скорость и сила прижатия велики. Она переходит во внутреннюю энергию, поэтому сталь в месте контакта сильно нагревается.

Нагретая сталь становится мягкой, а затем и плавится. Такой размягчённый и расплавленный металл диск легко выносит из разреза. Так и появляется щель.

Заодно почему сам диск не плавится? Место разреза греется непрерывно, ведь диск всё время трётся об одно и то же место стали. А каждая точка края диска касается стали лишь на малую долю оборота, остальное время она летит в воздухе и успевает отдавать теплоту.

Проверим себя: если диск замедлить, работа трения за секунду станет меньше, сталь не успеет разогреться, и резка пойдёт плохо. Поэтому в условии особо сказано про большую скорость.

Ответ

Быстро вращающийся диск трётся о сталь, сила трения совершает работу, и сталь в месте контакта сильно нагревается, размягчается и плавится, а диск убирает её из разреза. Сам диск успевает остыть, так как каждая точка его края касается стали лишь на короткое время.

Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)