Сила трения в ЕГЭ по физике: теория, задачи и разбор

Сила трения в ЕГЭ по физике — сила, которая возникает при соприкосновении тел и мешает их относительному движению: у скольжения она равна μN. Элемент 1.2.8 кодификатора ФИПИ 2027 прямо назван в строке №2, ещё трение нужно в номерах 6, 22 и 26. Главная ловушка темы — сила реакции опоры, а не сама формула.

Суть простыми словами

Трение появляется, когда два тела соприкасаются и пытаются двигаться друг относительно друга. Различают два вида.

Трение скольжения — когда тела уже скользят: F = μ·N. Здесь μ — коэффициент трения (число без единиц), N — сила реакции опоры. Сила направлена против скорости скольжения относительно поверхности.

Трение покоя — когда сдвинуть не получается: оно подстраивается под приложенную силу и принимает любое значение от 0 до максимального F ≤ μ·N. Пока сила тяги меньше предела, трение покоя равно ей по модулю и противоположно по направлению.

Главная ловушка — сила реакции N. Она не всегда равна mg. На горизонтальной поверхности без других вертикальных сил N = mg. На наклонной плоскости с углом α: N = mg·cos α, значит F_тр = μ·mg·cos α. Если тело тянут вверх под углом, N становится меньше mg.

Где встречается на экзамене

Трение входит в динамику (элемент 1.2.8). По плану ФИПИ 2027 он прямо назван в строке №2, а №6, 22 и 26 берут механику целиком или её части 1.1–1.4.

• 2 задание егэ физика — базовый номер на 1 балл; в плане №2 перечислены законы Ньютона, всемирное тяготение, сила упругости и сила трения (элементы 1.2.4, 1.2.6–1.2.8).
• 26 задание егэ физика — расчётная задача с обоснованием выбора модели на 4 балла: когда трением можно пренебречь, что считать скольжением.
• 6 задание егэ физика — базовый номер на 2 балла: как изменится сила трения или ускорение при изменении массы, угла или μ.
• 22 задание егэ физика — расчётная задача по механике на 2 балла: брусок на плоскости, торможение, связанные тела.

Где ошибаются

1. Берут N = mg всегда. На наклонной плоскости N = mg·cos α, а если на тело действует вертикальная сила (тянут вверх), N меняется.
2. Считают трение покоя равным μN. Это только предельное значение. Пока тело не сдвинулось, трение покоя равно приложенной силе.
3. Путают направление. Трение направлено против скольжения относительно поверхности. Поэтому оно может разгонять тело: ящик на ленте транспортёра, колесо автомобиля.
4. Не связывают трение с равномерным движением. Если брусок тянут по столу с постоянной скоростью, ускорение равно нулю, и сила тяги по модулю равна силе трения скольжения μN. Отсюда в задачах находят μ: μ = F_тяги / N.
5. Ставят зависимость от площади. В базовой модели сила трения скольжения от площади соприкосновения не зависит.

Шпаргалка за 30 секунд

Следующий шаг: подбери коэффициент трения и посмотри тормозной путь в наглядном тренажёре «Трение и тормозной путь», затем разбери динамику и реши 2 задание егэ физика. Если трение в 7 классе давалось тяжело, вернись к теме для 7 класса. Брусок на наклонной плоскости с трением — хорошая задача, чтобы принести её на пробное занятие по физике.