Сила трения: объяснение и задачи по физике 7 класса

Санки, съехавшие с горки, сами останавливаются на ровном снегу: их тормозит сила трения. В физике 7 класса это сила, которая появляется, когда тела соприкасаются, и мешает одному скользить по другому. Здесь виды трения, от чего оно зависит, формула для скольжения и задача.

Суть простыми словами

Попробуй сдвинуть тяжёлый шкаф. Он упрямится, потому что у пола и дна шкафа микроскопические «шероховатости» цепляются друг за друга, а молекулы поверхностей ещё и притягиваются. Эту силу, направленную против движения, и называют силой трения (единица — ньютон, Н).

Виды трения.

• Покоя: шкаф стоит, ты давишь, а он не двигается. Трение покоя в точности уравновешивает твою силу, пока та не станет слишком большой.
• Скольжения: шкаф поехал, и трение продолжает тормозить его.
• Качения: колесо или шарик катятся; оно заметно меньше, чем при скольжении. Поэтому чемоданы делают на колёсиках.

Формула (для скольжения): F тр = μ · N. Здесь N — сила, с которой опора давит на тело (сила реакции опоры); на горизонтальной поверхности и без других вертикальных сил N = m·g. Коэффициент μ не имеет единиц; он тем больше, чем «цепче» пара материалов (резина по асфальту больше, чем лыжа по снегу). Во многих учебниках 7 класса трение измеряют динамометром, а формулу с μ дают позже, но пользоваться ей можно уже сейчас.

От чего зависит трение: от силы, прижимающей тело к опоре, и от материалов. От площади соприкосновения оно не зависит: брусок на боку или на торце тянуть одинаково тяжело.

Бывает вредным (изнашивает детали, греет механизмы, поэтому их смазывают) и полезным (без него нельзя ходить, закручивать гайки, тормозить).

Разобранная задача. Ящик массой 20 кг равномерно тянут по полу. Коэффициент трения 0,25. С какой силой тянут? Равномерно — значит, сила тяги равна силе трения. N = mg = 20 · 10 = 200 Н. F тр = 0,25 · 200 = 50 Н. Ответ: 50 Н.

Где встречается на экзамене

Задачи на трение в нашем банке разнесены по заданиям ВПР: формулы, опыты и явления (ВПР по физике 7 класс). В 9 классе трение встретится в лабораторной работе ОГЭ (задание 17 ОГЭ по физике): по комплекту № 2, где есть брусок, направляющая и динамометры, измеряют коэффициент трения скольжения.

Где ошибаются

1. Считают, что трение зависит от площади. Зависит от силы прижатия и материалов.
2. Берут N = m, а не N = mg. Нужна сила в ньютонах, а не масса в килограммах.
3. Думают, что трение есть только при движении. Трение покоя тоже есть и растёт вместе с твоей попыткой сдвинуть тело, пока тело не сорвётся.
4. Не учитывают, что N не всегда равна mg. Если тело ещё и тянут вверх или давят на него сверху, опорная сила меняется.
5. Путают направление. Трение скольжения направлено против движения тела относительно опоры, а трение покоя — против того направления, куда тело пытаются сдвинуть.

Шпаргалка за 30 секунд

В тренажёре «Трение и тормозной путь» можно затормозить велосипед на сухом асфальте, мокром и на льду, а ещё потянуть ящик динамометром и поймать момент, когда трение покоя сменится скольжением. Куда девается энергия, которую «съело» трение, рассказывает тема механическая энергия 7 класс. Если задачи на силы пока не идут, пробное по физике начнётся с теста и подберёт занятие под этот пробел.