18. Сила трения и сила сопротивления движению. На скользкой дороге коэффициент трения между колесами мотоцикла


На скользкой дороге коэффициент трения между дорогой и колесами мотоцикла

Условие задачи:

На скользкой дороге коэффициент трения между дорогой и колесами мотоцикла 0,1. При этом наибольшая скорость, с которой может двигаться мотоцикл, 15 м/с. Сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости, т.е. \(F=k\upsilon^2\). Определите коэффициент пропорциональности \(k\). Масса мотоциклиста вместе с мотоциклом 200 кг.

Задача №2.1.75 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(\mu=0,1\), \(\upsilon_{max}=15\) м/с, \(F=k\upsilon^2\), \(m=200\) кг, \(k-?\)

Решение задачи:

На мотоцикл действуют 2 силы: сила трения \(F_{тр}\) и сила сопротивления воздуха \(F\).

Интересно, но сила трения \(F_{тр}\) направлена в сторону движения. Почему это так? Давайте разберемся.

Колесо мотоцикла совершает качение. При качении каждая точка одновременно движется и поступательно, и вращательно. При качении без проскальзывания скорость точки, которая касается с землей, равна нулю, так как скорости поступательного и вращательного движения равны. В этом случае имеет место сила трения покоя между колесом и дорогой.

Но на скользкой дороге происходит проскальзывание колеса, у той же точки скорость вращательного движения больше, чем поступательного, поэтому относительно Земли она движется назад, а значит сила трения направлена вперед. Причем эта сила трения является силой трения скольжения, так как имеет место проскальзывание. Её модуль равен:

\[{F_{тр}} = \mu N = \mu mg\]

Разобравшись с этим, запишем второй закон Ньютона в проекции на ось \(x\).

\[ma = k{\upsilon ^2} — \mu mg\]

При достижении скорости своего максимального значения, очевидно, что производная от функции изменения скорости равна нулю.

\[\upsilon  = {\upsilon _{max }} \Rightarrow \upsilon’ = 0\]

Но производная скорости по времени — это есть ускорение, значит:

\[a = \upsilon’ \Rightarrow a = 0\]

В итоге:

\[k\upsilon _{max }^2 — \mu mg = 0\]

\[k = \frac{{\mu mg}}{{\upsilon _{max }^2}}\]

Посчитаем ответ:

\[k = \frac{{0,1 \cdot 200 \cdot 10}}{{{{15}^2}}} = 0,89\; H \cdot c^2/м^2\]

Обратите внимание на размерность коэффициента пропорциональности — он измеряется в H·c2/м2, так произведение этого коэффициента на квадрат скорости должно давать единицы силы, то есть Ньютоны.

Ответ: 0,89 H·c2/м2.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Если Вам понравилась задача и ее решение, то Вы можете поделиться ею с друзьями с помощью этих кнопок.

easyfizika.ru

ГДЗ по физике для 7 класса А.В. Пёрышкин

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
  • 2 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Технология
  • 3 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Испанский язык
  • 4 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Основы здоровья
    • Музыка

resheba.me

Трение на дорогах :: Класс!ная физика

Что происходит с трением при качении, например, шара ...

Если проскальзывания нет, то шар отталкивается от поверхности, и на него действует непрерывная сила трения Fтр1. Но одновременно шар, двигаясь вперед, замедляет свое движение, так как на него действует другая непрерывная сила трения Fтр2. При качении шара два этапа движения (если сравнивать с ходьбой человека) сливаются воедино. Так же работает сила трения при качении колес автомобиля и других транспортных средств.

Интересно!

При качении колесу всегда приходится преодолевать бугорок перед ним. Чем дорога тверже, тем бугорок ниже и сопротивление качению меньше. Поэтому автомобильные заезды на скоростные рекорды проводят обычно по дну высохших соляных озер, которые обладают очень твердой поверхностью.

А, если в гору?

Когда тело находится на горизонтальной поверхности, сила, прижимающая его к этой поверхности, равна силе тяжести.

Если поверхность не горизонтальна, а составляет какой-то угол с горизонтом, то прижимающая сила тем меньше, чем больше угол наклона.

Поэтому, чем более крутая наклонная плоскость, тем меньше сила трения скольжения.

Уже при yгле наклона в 6 градусов паровоз способен тянуть вместо трех всего два вагона. Вот почему минимально возможный уклон полотна железной дороги стал с caмoгo начала необходимым требованием при прокладке железных дорог.

Почему нагруженный автомобиль на размытой дороге буксует меньше, чем пустой? А куда выгоднее погрузить груз: в кузов или в прицеп, если он есть и почему? Нагруженный автомобиль оказывает большее давление на дорогу, вследствие этого сцепление колес с грунтом у него больше, чем у пустого. А груз ставим в кузов, для того чтобы увеличить давление на задние ведущие колеса автомобиля и тем самым опять же увеличить силу сцепления колес и дороги.

Что такое "юз"?

Осенью у трамвайных путей, идущих под уклон вблизи деревьев, вывешивается табличка «Листопад. Берегись юза!»

Юзом называется скольжение уже заторможенного, невращающегося колеса. Попавшие под колеса свежие листья при раздавливании дают влагу, уменьшающую трение.

А зимой во время гололедицы дороги иногда посыпают песком с солью. Зачем?Оказывается, соль хорошо впитывает влагу и растворяется в ней. В результате этого песчинки оказываются покрытыми пленкой рассола, температура замерзания которого ниже 0°С. Если температура воздуха выше этой температуры, то лед под песчинками начинает таять, и песчинки погружаются в небольшие углубления. Благодаря этому они устойчиво держатся на ледяной поверхности и делают ее шероховатой.

Не трясет, да ещё и ...

В 1888 т. Д. Дэнлоп запатентовал надувную шину. Согласно легенде первая такая шина была изготовлена из резинового шланга для поливки сада и предназначалась для велосипеда. Исключая тряску при езде, такая шина обеспечивала за счет сильного трения хорошую сцепляемость с дорогой. Прижатые к твердой поверхности шины, как бы вписываются в эту поверхность, точно повторяя ее рельеф.

На сухом шоссе коэффициент трения шины о дорогу максимален и составляет 0,8 ­1,0. На сырой дороге он примерно такой же, а при большой скорости может упасть до 0,5. При гoлоледе коэффициент трения оказывается меньше 0,1. Наилучшее сцепление с дорогой дает резина на основе натуральноrо каучука, однако при морозах это преимущество теряется.

Ну, ты и то-о-ормоз!

А как лучше тормозить на велосипеде перед препятствием?

Если Вы тормозите скольжением (юзом), намертво закрепляя колеса, то тормозной путь будет длиннее, чем при торможении качением (колеса заторможены, но проворачиваются), зато скорость вначале будет резко падать. Поэтому при опасности наезда на препятствие надо тормозить юзом. Лучше удариться с меньшей скоростью, так как энергия удара будет пропорциональна квадрату скорости. Во всех остальных случаях надо тормозить качением: и тормозной путь короче, и шины меньше изнашиваются.

Как сдерживают ход корабля, подошедшего к пристани?

С парохода на пристань бросают канат, на конце которого сделана петля. Человек, стоящий на пристани, надевает петлю на причальную тумбу, а матрос на корабле быстро укладывает канат между кнехтами – небольшими тумбами, установленными на борту судна. Сила трения между канатами и кнехтами останавливает движение судна. Обычно матрос, обернув канат несколько раз вокруг кнехтов, просто придерживает свободный конец каната ногой, прижимая его к палубе. Если, например, корабль тянет с силой в 100 000 Н, матросу достаточно приложить силу в 150 Н, чтобы остановить движущееся судно. При швартовке развиваются значительные силы трения! Раньше, когда причальные тумбы делали из дерева, они, нагреваясь, даже начинали дымиться! В Сибири сплавщики называли причальные тумбы «огнивами». А чтобы во время швартовки они не загорались, их обливали холодной водой.

Из истории тормозов.

Первые железнодорожные тормоза были механическими, т. е. основывались на трении специальных колодок (башмаков) о обода колес, к которым они прижимались с большой силой. При этом кинетическая энергия движущегося состава превращалась в тепловую. Чтобы тормоза не сгорали, их приходилось устанавливать во всех вагонах! Все тормоза должны были срабатывать одновременно по всему составу, придумали осуществлять это под действием струи воздуха, которая по шлангу передавалась через все вагоны. Это был первый пневматический тормоз.

Теперь этот надежный способ торможения поездов сочетается сейчас с другими методами. Например, первый скоростной экспресс ЭР-200 на линии Москва­ –Петербург, мчащийся со скоростью 200 км/ч, оборудован тремя видами тормозов: электропневматическим, электродинамическим и мaгниторельсовым.

Пневматическая система торможения имеется в любом современном автомобиле. Только колодки прижимаются не к ходовой части колес, а к специальным тормозным цилиндрам, смонтированным на их ободах.

А есть ли смысл?

Машинная тяга позволила перемещать огромные грузы с огромными скоростями. Какая же величина характеризует эффективность нашего движения? Чем больше скорость транспорта, тем выгодней перевозка, а чем меньшее при этом сопротивление движению, тем лучше!Но, к сожалению, чем больше скорость, тем больше и сопротивление. Поэтому каждый новый скоростной рубеж оплачивается все большими расходами топлива! Оказывается, что наибольшая эффективность перевозок достигалась при использовании таких тихоходных средств, как обычный железнодорожный локомотив и морской теплоход, после чего с появлением автомобилей и самолетов эффективность пошла на убыль. Объясняется это быстрым ростом сопротивления среды при увеличении скорости движения.Преодоление трения о воздух, как обязательная плата за все возрастающую скорость земного транспорта, превратилось в проблему.Есть еще над чем в будущем поработать!

Другие страницы по теме "В мире трения":

Как мы ходим? Это придумал адмирал Макаров Трение покоя Трение на Луне Трение на дорогах Мир без трения Трение в спорте Подшипники Трение и паровоз "Медный всадник" Трение в живой природе Сухая (твердая) смазка Извлечение огня Вязкое (жидкое) трение Урок о трении

class-fizika.narod.ru

Трение на дорогах - Класс!ная физика

Трение на дорогах

Что происходит с трением при качении, например, шара ...

Если проскальзывания нет, то шар отталкивается от поверхности, и на него действует непрерывная сила трения Fтр1. Но одновременно шар, двигаясь вперед, замедляет свое движение, так как на него действует другая непрерывная сила трения Fтр2. При качении шара два этапа движения (если сравнивать с ходьбой человека) сливаются воедино. Так же работает сила трения при качении колес автомобиля и других транспортных средств.

Интересно!

При качении колесу всегда приходится преодолевать бугорок перед ним.

Чем дорога тверже, тем бугорок ниже и сопротивление качению меньше. Поэтому автомобильные заезды на скоростные рекорды проводят обычно по дну высохших соляных озер, которые обладают очень твердой поверхностью.

А, если в гору?

Когда тело находится на горизонтальной поверхности, сила, прижимающая его к этой поверхности, равна силе тяжести.

Если поверхность не горизонтальна, а составляет какой-то угол с горизонтом, то прижимающая сила тем меньше, чем больше угол наклона.

Поэтому, чем более крутая наклонная плоскость, тем меньше сила трения скольжения.

Уже при yгле наклона в 6 градусов паровоз способен тянуть вместо трех всего два вагона. Вот почему минимально возможный уклон полотна железной дороги стал с caмoгo начала необходимым требованием при прокладке железных дорог.

Почему нагруженный автомобиль на размытой дороге буксует меньше, чем пустой? А куда выгоднее погрузить груз: в кузов или в прицеп, если он есть и почему? Нагруженный автомобиль оказывает большее давление на дорогу, вследствие этого сцепление колес с грунтом у него больше, чем у пустого.

А груз ставим в кузов, для того чтобы увеличить давление на задние ведущие колеса автомобиля и тем самым опять же увеличить силу сцепления колес и дороги.

Что такое "юз"?

Осенью у трамвайных путей, идущих под уклон вблизи деревьев, вывешивается табличка «Листопад. Берегись юза!»

Юзом называется скольжение уже заторможенного, невращающегося колеса. Попавшие под колеса свежие листья при раздавливании дают влагу, уменьшающую трение.

А зимой во время гололедицы дороги иногда посыпают песком с солью. Зачем? Оказывается, соль хорошо впитывает влагу и растворяется в ней. В результате этого песчинки оказываются покрытыми пленкой рассола, температура замерзания которого ниже 0°С. Если температура воздуха выше этой температуры, то лед под песчинками начинает таять, и песчинки погружаются в небольшие углубления. Благодаря этому они устойчиво держатся на ледяной поверхности и делают ее шероховатой.

Не трясет, да ещё и ...

В 1888 т. Д. Дэнлоп запатентовал надувную шину. Согласно легенде первая такая шина была изготовлена из резинового шланга для поливки сада и предназначалась для велосипеда. Исключая тряску при езде, такая шина обеспечивала за счет сильного трения хорошую сцепляемость с дорогой. Прижатые к твердой поверхности шины, как бы вписываются в эту поверхность, точно повторяя ее рельеф.

На сухом шоссе коэффициент трения шины о дорогу максимален и составляет 0,8 ­1,0. На сырой дороге он примерно такой же, а при большой скорости может упасть до 0,5. При гoлоледе коэффициент трения оказывается меньше 0,1. Наилучшее сцепление с дорогой дает резина на основе натуральноrо каучука, однако при морозах это преимущество теряется.

Ну, ты и то-о-ормоз!

А как лучше тормозить на велосипеде перед препятствием? Если Вы тормозите скольжением (юзом), намертво закрепляя колеса, то тормозной путь будет длиннее, чем при торможении качением (колеса заторможены, но проворачиваются), зато скорость вначале будет резко падать. Поэтому при опасности наезда на препятствие надо тормозить юзом. Лучше удариться с меньшей скоростью, так как энергия удара будет пропорциональна квадрату скорости. Во всех остальных случаях надо тормозить качением: и тормозной путь короче, и шины меньше изнашиваются.

Как сдерживают ход корабля, подошедшего к пристани?

С парохода на пристань бросают канат, на конце которого сделана петля. Человек, стоящий на пристани, надевает петлю на причальную тумбу, а матрос на корабле быстро укладывает канат между кнехтами – небольшими тумбами, установленными на борту судна. Сила трения между канатами и кнехтами останавливает движение судна. Обычно матрос, обернув канат несколько раз вокруг кнехтов, просто придерживает свободный конец каната ногой, прижимая его к палубе. Если, например, корабль тянет с силой в 100 000 Н, матросу достаточно приложить силу в 150 Н, чтобы остановить движущееся судно. При швартовке развиваются значительные силы трения! Раньше, когда причальные тумбы делали из дерева, они, нагреваясь, даже начинали дымиться! В Сибири сплавщики называли причальные тумбы «огнивами». А чтобы во время швартовки они не загорались, их обливали холодной водой.

Из истории тормозов

Первые железнодорожные тормоза были механическими, т. е. основывались на трении специальных колодок (башмаков) о обода колес, к которым они прижимались с большой силой. При этом кинетическая энергия движущегося состава превращалась в тепловую. Чтобы тормоза не сгорали, их приходилось устанавливать во всех вагонах! Все тормоза должны были срабатывать одновременно по всему составу, придумали осуществлять это под действием струи воздуха, которая по шлангу передавалась через все вагоны. Это был первый пневматический тормоз.

Теперь этот надежный способ торможения поездов сочетается сейчас с другими методами. Например, первый скоростной экспресс ЭР-200 на линии Москва­ –Петербург, мчащийся со скоростью 200 км/ч, оборудован тремя видами тормозов: электропневматическим, электродинамическим и мaгниторельсовым.

Пневматическая система торможения имеется в любом современном автомобиле. Только колодки прижимаются не к ходовой части колес, а к специальным тормозным цилиндрам, смонтированным на их ободах.

А есть ли смысл?

Машинная тяга позволила перемещать огромные грузы с огромными скоростями. Какая же величина характеризует эффективность нашего движения? Чем больше скорость транспорта, тем выгодней перевозка, а чем меньшее при этом сопротивление движению, тем лучше!

Но, к сожалению, чем больше скорость, тем больше и сопротивление. Поэтому каждый новый скоростной рубеж оплачивается все большими расходами топлива! Оказывается, что наибольшая эффективность перевозок достигалась при использовании таких тихоходных средств, как обычный железнодорожный локомотив и морской теплоход, после чего с появлением автомобилей и самолетов эффективность пошла на убыль. Объясняется это быстрым ростом сопротивления среды при увеличении скорости движения.

Преодоление трения о воздух, как обязательная плата за все возрастающую скорость земного транспорта, превратилось в проблему. Есть еще над чем в будущем поработать!

class-fizika.ru

Предельные скорость и наклон в повороте — Байки о байках

Как посчитать предельную скорость прохождения поворота? Очень просто. Мотоцикл начинает соскальзывать, когда центробежная сила (синяя стрелка) становится равной силе трения (фиолетовая стрелка). Центробежная сила Fц=mv2/R, сила трения Fтр=стрmg, где коэффициент трения стр зависит от свойств соприкасающихся поверхностей, в нашем случае резины и асфальта.

Получается следующее mv2/R=стрmg или, что тоже самое v2=стрgR. То есть максимальная скорость в повороте радиуса R не зависит от массы мотоцикла, а зависит от сцепных свойств шин и абразивности асфальта. То есть скутер на липкой резине пройдёт крутой поворот быстрее спортбайка на потрескавшихся от старости покрышках. Как я уже писал, резина — лучший тюнинг.

Идём дальше. Как мы знаем из предыдущей статьи, скорость и наклон в повороте связаны соотношением v2=R*g*tg(a). Подставляем это значение в формулу из предыдущего абзаца, получаем R*g*tg(a)=стр*g*R, или стр=tg(a), или a=arctg(стр). Вот такие дела — предельный угол наклона в повороте в точности равняется арктангенсу от коэффициента трения.

Для пары «сухой асфальт — резина» справочники дают коэффициент трения скольжения 0,5-0,8. Значит мотоцикл можно наклонить на угол 27о-39о. Чтобы достичь угла 45о, коэффициент трения должен равняться единице. На мокром асфальте коэффициент падает до 0,25-0,75, то есть угол попадает в диапазон 14о-37о.

Конечно, коэффициент трения реальных рейсинговых мотопокрышек больше, поскольку, судя по трансляциям, угол в 45о на треке обычное дело. Данных для обычных дорожных покрышек я не нашёл, подозреваю, что они побольше приведённых в справочнике, но не сильно. На самом деле, можно примерно вычислить коэффициент опытным путем. Для этого нужно тащить вбок покрышку, колесо или даже мотоцикл подходящим безменом, снять с него показания, а потом разделить полученное значение на вес того, чего тащили. Беда только в том, что коэффициент зависит от второго покрытия тоже, а поскольку свойства асфальта на наших дорогах непостоянны, ямы латают гудроном, в поворотах собирается песок, то эти измерения не несут в себе большой практической пользы.

Но в любом случае, чем лучше резина, тем больший коэффициент трения она обеспечивает, а значит тем увереннее вы будете себя чувствовать в повороте. Купите к новому сезону самую лучшую.

bikestories.ru

Остановись, мгновенье, ты опасно! — Авторевю

Когда разговор заходит об устойчивости и управляемости, полезно вспомнить прогулянные уроки физики — и порисовать ускорения и силы. А чтобы не пойти по ложному пути, сразу ответим на вопрос, который порой ставит в тупик и тех, кто физику не прогуливал.

Какая сила заставляет автомобиль или мотоцикл разгоняться? ­Что-что, мощность? О, крутящий момент? ­Нет-нет, это реактивная сила трения, возникающая в пятне контакта шины с дорогой. Благодаря ей удается и поворачивать, и — что нам сейчас важнее — замедляться. Предельную «движущую» силу в пятне контакта можно описать как произведение силы, с которой покрышка давит на опорную поверхность (суть часть веса транспортного средства, приходящаяся на это колесо), на коэффициент трения (или сцепления). Причем в случае с парой «шина — дорога» уместней говорить именно о сцеплении и, соответственно, о коэффициенте сцепления, который обозначается буквой µ (читается как «мю»). Принципиальная разница со «школьным» коэффициентом трения в том, что если тот лежит в пределах от нуля до единицы, то µ может достигать нескольких единиц, то есть перегрузки могут заметно превышать g (9,81 м/c²). Например, когда пару образуют очень цепкий асфальтобетон и прогретая шина-слик.

Теперь вспомним, что сила — величина векторная, то есть описывается как численным значением, так и направлением, и посмотрим, какие из действующих на мотоцикл «главных» сил стремятся при торможении опрокинуть его вперед, а какие этому препятствуют. Опрокидывающее (или удерживающее от опрокидывания) воздействие описывается так называемым моментом силы — произведением силы на длину плеча воздействия, то есть длину перпендикуляра между центром вращения и вектором силы (или его продолжением). Коль скоро мы рассматриваем вероятность опрокидывания вперед, то центром вращения мотоцикла будем считать пятно контакта передней шины с дорогой (для упрощения картины берем предельный случай, когда переднее колесо заблокировано и сила трения достигла максимума, иначе центром следовало бы считать ось переднего колеса). И, вновь для упрощения, считаем, что мотоцикл — конструкция монолитно-жесткая, что центр масс системы «мотоцикл + мотоциклист» всегда находится на высоте h и аккурат посередине между колесами.

Для упрощения мы разместили центр тяжести ровно между колесами. При движении с постоянной скоростью силы F₁ и F₂ равны между собой, а в сумме они равны силе тяжести (весу) мотоцикла и мотоциклиста Mg (влиянием аэродинамических и прочих сил сейчас пренебрегаем). При замедлении сила F₁ возрастает, а сила F₂, соответственно, падает. Это — динамическое перераспределение веса. Fсц1 и Fсц2 — действующие в продольном направлении на шины силы сцепления, возникающие в пятнах контакта шин с дорогой. Опрокидывающий момент создает сила Fин на плече h, а препятствует ему момент силы тяжести F на плече b

Итак, торможение. Мотоцикл клюет носом: приложенная к центру тяжести сила инерции F (в ее «ньютоновском» смысле как сила противодействия) направлена вперед — и закручивает мотоцикл по часовой стрелке с моментом Mah, попутно увеличивая вертикальную силу F₁, с которой переднее колесо давит на дорогу (происходит так называемое динамическое перераспределение веса), а значит, и направленную назад силу сцепления Fсц1 в пятне контакта переднего колеса. В той же мере ослабляется сила F₂ и, соответственно, сила сцепления Fсц2 в пятне контакта заднего колеса. Препятствует же опрокидыванию направленный против часовой стрелки момент, создаваемый силой тяжести Mg, то бишь весом мотоцикла и мотоциклиста, который по отношению к центру опрокидывания действует на плече b, то есть равен Mgb. Заднее колесо потеряет сцепление с дорогой или начнет отрываться, когда момент, создаваемый силой Fин на плече h, сравняется или превысит момент силы тяжести на плече b. Поскольку совокупная масса мотоцикла и мотоциклиста M фигурирует во всех противоборствующих силах и моментах, причем исключительно в первой степени, мы вычеркиваем ее из наших уравнений — и приходим к выводу, что склонность мотоцикла к опрокидыванию через переднее колесо зависит от его колесной базы (в нашем случае это 2b) и высоты h центра тяжести, а влияние массы (по крайней мере на этапе простых линейных зависимостей) исчезает. Чем ниже центр тяжести и чем длиннее колесная база мотоцикла, тем лучше он застрахован от опрокидывания — и тем большее замедление может развить с помощью тормозов!

Можно оценить и максимально возможное замедление:

С оговоркой, что ни при каких обстоятельствах это замедление не превысит gµ. Напомним, что величина b лишь в нашем случае равна половинке колесной базы, а в более общем — это расстояние «по горизонтали» от центра переднего колеса до центра тяжести.

И еще один вывод: чем более скользкая дорога, тем, как ни странно, у мотоцикла выше шанс развить такое же предельное замедление, что и автомобиль. Если, конечно, этот автомобиль не ­ЛуАЗ-969, который сначала делал stoppie похлеще мотоцикла, но завершал измерение тормозного пути с отменным результатом; с другой стороны, на скользкой дороге и «потерять» мотоцикл легче.

Только не надо сейчас про гироскопические моменты, моменты инерции и импульсы. Еще раз: это упрощенная картинка, цель которой — показать самые важные закономерности! А начни мы оценивать влияние всех факторов — и объем этой эпистолы разрастется до добротной кандидатской.

Лучше предупредить, что с потерей надежного сцепления заднего колеса с дорогой, уж не говоря о подъеме колеса, мотоцикл, скорее всего, начнет «складываться» — и система «мотоцикл + мотоциклист» может разобщиться гораздо раньше завершения сальто. Ведь не бывает, особенно при торможении, идеально прямолинейного движения, как не бывает, чтобы руль стоял идеально прямо, а мотоциклист сидел так, чтобы его центр тяжести не был смещен вбок относительно продольной оси мотоцикла. Посмотрите на мотоцикл сверху (а лучше нарисуйте еще одну похожую картинку): малейшее смещение центра тяжести в сторону — и появляется «разворачивающий» момент, а если при этом заднее колесо едва касается дороги, то остается уповать на мастерство или чудо. А ведь мы рассмотрели только «легкий» случай, когда мотоцикл едет прямо!

А теперь вслед за Владимиром Здоровым едем на полигон!

autoreview.ru

18. Сила трения и сила сопротивления движению » ГДЗ (решебник) по физике 7-11 классов

400. Зачем в гололедицу тротуары посыпают песком? Для того, чтобы увеличить коэффициент трения. В этом случае вероятность поскользнуться и упасть будет меньше.

401. Зачем зимой задние колеса некоторых грузовых автомобилей перевязывают цепями?Для того, чтобы увеличить коэффициент трения и тем самым практически не допустить проскальзывания между колесами автомобиля и обледенелым участком полотна дороги.

402. Для чего при спуске воза с горы одно колесо телеги иногда закрепляют так, чтобы оно не вращалось?Чтобы увеличить трение между телегой и дорогой. В этом случае скорость телеги будет не очень, большой, зато безопасной для спуска.

403. Зачем на шинах автомашин, колесных тракторов делают глубокий рельефный рисунок (протектор)?Для увеличения коэффициента трения между колесами и дорогой. В этом случае сцепление с землей будет более эффективным.

404. Зачем осенью у трамвайных линий, проходящих около парков, бульваров и садов, вывешивается предупреждающий знак «Осторожно, листопад!»?Сухие листья уменьшают сцепление колес трамвая с рельсами, вследствие чего может возникнуть пробуксовка колес, тормозной путь трамвая также увеличится.

405. Почему после дождя грунтовая дорога скользкая?Вода на поверхности земли является смазкой и поэтому уменьшает коэффициент трения.

406. Почему после дождя опасно съезжать на автомобиле по грунтовой дороге под уклон?Потому что вода на поверхности дороги уменьшает коэффициент трения.

407. Зачем некоторые мастера смазывают мылом шуруп перед ввинчиванием его в скрепляемые детали?Мыло служит смазкой и уменьшает коэффициент трения. В этом случае процесс ввинчивания шурупа будет более легким.

408. Зачем стапеля, по которым судно спускают в воду, обильно смазывают?Для того, чтобы уменьшить коэффициент трения между спускаемым судном и стапелями, и тем самым облегчить процесс спуска.

409. Для чего делается насечка около шляпки гвоздя?Для увеличения коэффициента трения. В этом случае молоток будет меньше соскальзывать со шляпки гвоздя.

410. Назовите одну-две детали велосипеда, изготовленные с учетом увеличения силы трения скольжения.Резиновая покрышка, тормозные колодки.

411. Какие силы трения возникают при движении карандаша в случаях, указанных на рисунке 93, а, б? Куда направлена сила трения, действующая на карандаш, относительно оси карандаша в обоих случаях?а) сила трения скольжения; она направлена вдоль оси карандаша в противоположную сторону его движения,б) сила трения качения; она направлена перпендикулярно к оси карандаша в противоположную сторону его движения.

412. Тележка с грузом движется (рис. 94). Какой вид трения возникает между: а) столом и колесами; б) грузом и тележкой; в) осями колес и корпусом тележки?а) сила трения качения;б) сила трения покоя, если груз покоится относительно тележки, или сила трения скольжения, если груз движется;в) сила трения скольжения.

413. Почему кирпичи не соскальзывают вниз (рис. 95 и 96)? Какая сила удерживает их в состоянии покоя? Изобразите силы, действующие на кирпичи. 

414. Брусок двигают вправо (рис. 97). Куда направлена сила трения скольжения по отношению к бруску; относительно поверхности, по которой движется брусок?Относительно бруска сила трения скольжения направлена влево (против направления движения). Относительно поверхности, по которой движется брусок, сила трения направлена вправо (по направлению движения).

415. Лестница у стены занимает положение, изображенное на рисунке 98. Укажите направление силы трения в местах соприкосновения лестницы со стеной и полом.

416. Брусок движется равномерно (рис. 99). Куда направлена: а) сила упругости горизонтальной части нити; б) вертикальной части нити; в) сила трения скольжения, действующая на поверхность стола, на брусок? Чему равна равнодействующая этих сил?

417. Колесо автомобиля буксует (рис. 100). Куда направлена сила трения скольжения между буксующим колесом и дорогой, которая действует: а) на колесо; б) на дорогу? Куда направлена сила упругости дороги?

418. Книга прижата к вертикальной поверхности (рис. 101). Изобразите графически направления сил тяжести и трения покоя, действующих на книгу.

419. Тележка равномерно движется вправо (см. рис. 94). Какая сила приводит в движение груз, поставленный на нее? Чему равна эта сила при равномерном движении?Груз, лежащий на тележке, приводится в движение силой трения покоя, направленной вправо. При равномерном движении те¬лежки эта сила равна нулю.

420. На транспортере равномерно движется ящик с грузом (без скольжения). Куда направлена сила трения покоя между лентой транспортера и ящиком, когда ящик: а) поднимается; б) движется горизонтально; в) опускается?а) вверх вдоль транспортера; б) она равна нулю; в) вверх вдоль транспортера.

421. Равна ли сила тяги силе трения, если автобус движется без скольжения равномерно: 1) по горизонтальному пути; 2) вверх по наклонному участку пути?Если автобус движется равномерно по горизонтальному участку пути, то сила трения покоя равна силе тяги за вычетом силы сопротивления воздуха.

422. Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?

423. С помощью динамометра равномерно перемещают брусок (см. рис. 97). Чему равна сила трения скольжения между бруском и поверхностью стола? (Цена деления динамометра 1 Н.)При равномерном движении бруска сила трения скольжения между бруском и поверхностью стола равна силе упругости пружины динамометра. Поэтому в этом случае динамометр нам показывает значение силы трения скольжения. Согласно рис. 97 она равна 4Н.

424. Зубья пилы разводят в разные стороны от плоскости пилы. На рисунке 102 показаны пропилы, сделанные неразведенной и разведенной пилами. Какой пилой труднее пилить? Почему?Труднее пилить неразведенной пилой, так как в этом случае боковые поверхности пилы плотнее соприкасаются с деревом и между ними возникает большая сила трения.

425. Приведите примеры, когда трение приносит пользу и когда вред.Трение приносит пользу при ходьбе, беге, езде на транспорте, движении грузов на транспортере. Трение приносит вред в трущихся деталях различных механизмов, где нежелательно стирание поверхностей.

426. На уроке физкультуры мальчик равномерно скользит вниз по канату. Под действием каких сил осуществляется это движение?Под действием силы тяжести и силы трения скольжения.

427. Судно буксирует три баржи, соединенные последовательно одна за другой. Сила сопротивления воды для первой баржи 9000 Н, для второй 7000 Н, для третьей 6000 Н. Сопротивление воды для самого судна 11 кН. Определите силу тяги, развиваемую судном при буксировке этих барж, считая, что баржи движутся равномерно.

428. На движущийся автомобиль в горизонтальном направлении действуют сила тяги двигателя 1,25 кН, сила трения 600 Н и сила сопротивления воздуха 450 Н. Чему равна равнодействующая этих сил?

429. Можно ли однозначно утверждать, что приращение силы сопротивления AF равно 3 мН, если скорость тела, движущегося в некоторой среде с коэффициентом сопротивления 0,01, увеличилась на 0,3 м/с?Однозначно утверждать так нельзя, так как сила сопротивления в вязких средах задается неоднозначно. При малых скоростях движения она пропорциональна скорости, при больших — квадрату скорости.

430. Троллейбус трогается с места и в течение 30 с приобретает импульс 15 • 104 кг-м/с. Определите силу сопротивления движению, если развиваемая троллейбусом сила тяги равна 15 кН.

431. На автомобиль массой 103 кг во время движения действует сила сопротивления, равная 10% от его веса. Чему должна быть равна сила тяги, развиваемая автомобилем, чтобы он двигался с постоянным ускорением 2 м/с2?

432. Конькобежец вначале движется по горизонтальному пути равномерно, а затем путь 60 м до остановки проезжает за 25 с. Чему равен коэффициент трения скольжения коньков по льду?

433. Поезд массой 400 т движется со скоростью 40 км/ч и после торможения останавливается. Какова сила торможения, если тормозной путь поезда равен 200 м?

434. Велосипедист, ехавший со скоростью 11 м/с, резко затормозил. Коэффициент трения скольжения шин о сухой асфальт равен 0,7. Определите ускорение велосипедиста при торможении; время торможения; тормозной путь велосипедиста.

435. Какую силу надо приложить в горизонтальном направлении к вагону массой 16 т, чтобы уменьшить его скорость на 0,6 м/с за 10 с; за 1 с? Коэффициент трения равен 0,05.

436. С какой скоростью сможет ехать по горизонтальной плоскости мотоциклист, описывая дугу радиусом 83 м, если коэффициент трения резины о почву равен 0,4? 

kupuk.net