Какова сила трения качения, возникающая при равномерном движении стального диска радиусом 10 см и массой 3

Тема занятия: Сила трения качения

Пояснение: Сила трения качения возникает при движении тела по поверхности и препятствует его скольжению. Она обусловлена деформацией и упругим восстановлением поверхности контакта между телом и поверхностью.

Формула для расчета силы трения качения: Fк = μк * N,

где Fк - сила трения качения,
μк - коэффициент трения качения,
N - сила реакции опоры (равна весу тела).

Для нашей задачи необходимо найти коэффициент трения качения и силу реакции опоры.

Коэффициент трения качения зависит от материалов, с которыми контактируют поверхности. Предположим, что используется обычное взаимодействие между стальными поверхностями. В этом случае, значением коэффициента трения качения обычно считается 0.03.

Сила реакции опоры равна весу тела. Вычислим ее: N = m * g,

где m - масса тела,
g - ускорение свободного падения (приближенное значение 9.8 м/с^2).

Продолжим подстановку значений в формулу: Fк = μк * N = μк * (m * g).

Задавшаяся в задаче масса диска равна 3 кг.

Решение:
m = 3 кг,
g = 9.8 м/с^2,
μк = 0.03.

Вычисляем силу реакции опоры: N = m * g = 3 кг * 9.8 м/с^2 = 29.4 Н.

Теперь вычисляем силу трения качения: Fк = μк * N = 0.03 * 29.4 Н = 0.882 Н.

Таким образом, сила трения качения, возникающая при равномерном движении стального диска радиусом 10 см и массой 3 кг по горизонтальной стальной поверхности, составляет 0.882 Н.

Совет: Для лучшего понимания концепции силы трения качения, полезно представить себе действие колеса на дорогу. Колесо вращается без скольжения благодаря силе трения качения. Ученику также будет полезно изучить различные материалы и их коэффициенты трения качения для понимания, как сила трения варьируется в зависимости от поверхностей, взаимодействующих между собой.

Упражнение: Какова сила трения качения при движении деревянного шарика радиусом 5 см и массой 0.5 кг по деревянной поверхности, если коэффициент трения качения равен 0.02?