номер 4, страница 97 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова

4. Тело массой $m$ находится на горизонтальной поверхности в состоянии покоя. Используя график зависимости силы трения от внешней силы (см. рис. 141, с. 94), опишите, как будет вести себя тело, если к нему приложат постепенно возрастающую горизонтальную силу $F$. Как при этом будет изменяться сила трения? Какого максимального значения она достигнет? Почему точка $B$ графика лежит ниже точки $A$?

4.Поведение тела и изменение силы трения:

• Участок $OA$ (состояние покоя, $v = 0$): при постепенном увеличении внешней силы $F_{\text{внеш}}$ от нуля тело продолжает оставаться неподвижным. В этот момент на тело действует сила трения покоя, которая по модулю в точности равна приложенной силе: $F_{\text{тр}} = F_{\text{внеш}}$. Сила трения возрастает линейно вместе с ростом тянущей силы.
• Точка $A$ (момент срыва): сила трения покоя достигает своего предельного, максимального значения $F_{\text{тр пок}}^{\max}$. В этот момент тело готово начать движение.
• Точка $B$ и участок правее (движение, $v \neq 0$): как только внешняя сила превышает максимальную силу трения покоя, тело срывается с места и начинает двигаться ускоренно. При этом сила трения резко уменьшается до величины трения скольжения и при дальнейшем увеличении внешней силы уже практически не изменяется, оставаясь постоянной (горизонтальная прямая).

Максимальное значение силы трения:
Сила трения достигает наибольшего значения в точке $A$. Это значение называется максимальной силой трения покоя $F_{\text{тр пок}}^{\max}$. По закону Амонтона — Кулона для тела на горизонтальной плоскости она равна: $$F_{\text{тр пок}}^{\max} = \mu_0 N = \mu_0 mg$$ где $\mu_0$ — коэффициент трения покоя, $N = mg$ — сила реакции опоры.

Причина, по которой точка $B$ лежит ниже точки $A$:
Точка $A$ соответствует максимальной силе трения покоя, а точка $B$ — силе трения скольжения, которая всегда немного меньше максимальной силы трения покоя ($F_{\text{тр ск}} < F_{\text{тр пок}}^{\max}$). Это объясняется тем, что когда тело покоится, микроскопические неровности поверхностей успевают глубже войти в зацепление друг с другом и между ними возникает более прочная межмолекулярная связь. При относительном движении поверхностей (скольжении) микронеровности не успевают глубоко западать во впадины и как бы «перескакивают» по вершинам, в результате чего сопротивление движению снижается.