Sila trenja Katarina Kušec

Definicija Vrste trenja Faktor trenja Uzrok sile trenja

S tom pojavom susrećemo se svakodnevno! hodanje vožnja autom, biciklom, tramvajem otpor fluida (plin ili tekućina)

Što je trenje ? Trenje je sila koja se javlja kad neko tijelo treba pokrenuti ili se već giba, a u dodiru je s drugim tijelom ili podlogom. trenje može biti : potrebno: hodanje, ubrzavanje i usporavanje automobila, zatezanje vijaka... nepoželjno: umanjuje učinkovitost strojeva

Vrste trenja: 1. Trenje klizanja N mirovanje F Ftr primjer: čovjek gura kutiju N mirovanje F Ftr mg

1. Kutija miruje jer na nju ne djeluje nikakva sila u horizontalnom smjeru Ftr - sila trenja F - sila guranja (vučenja)

2. Kada čovjek počne lagano gurati kutiju kutija i dalje miruje (F=Ftr) ukupna sila =0 Ftr - sila trenja F - sila guranja (vučenja)

3. Čovjek pojačava silu – veća i sila trenja – još uvijek mirovanje Ftr - sila trenja F - sila guranja (vučenja)

4. Kutija se ne miče sve dok su izjednačene sila trenja i sila guranja Ftr - sila trenja F - sila guranja (vučenja)

5. Kada vanjska sila premaši maksimalnu vrijednost sile trenja kutija dobije akceleraciju Ftr - sila trenja F - sila guranja (vučenja)

6. Pri daljnjem porastu sile guranja, sila trenja zadržava konstantnu vrijednost (nešto manja od maksimalne) sila statičkog trenja Ftr,s (maksimalna vrijednost sile trenja) Ftr - sila trenja sila dinamičkog trenja Ftr,d (stalna sila trenja tijekom klizanja) F - sila guranja (vučenja)

Vrste trenja: 1. Trenje klizanja u svakom trenutku iznos ukupne sile na tijelo (kutiju) jednak je razlici između iznosa sile guranja i iznosa sile trenja  zbog utjecaja te ukupne sile tijelo dobiva akceleraciju i giba se

2. Trenje kotrljanja primjer: kotač koji se kotrlja ravnom podlogom u bilo kojem trenutku uočimo najnižu točku koja je u dodiru s podlogom

2. Trenje kotrljanja točka promatranja miruje u odnosu na podlogu – nema trenja klizanja javlja se deformacija i kotača (spljošti se) i podloge (ulekne se) deformacija se premješta idući obodom kotača – posljedica je trenje kotrljanja – sila koja se opire kotrljanju

trenje kotrljanja manje nego trenje klizanja primjena trenja kotrljanja: kuglični ležaj smanjuje se trenje između nepomične osovine kotača i samog kotača

3. Otpor fluida na atomskoj ili molekulskoj razini želimo li tijelo, okruženo fluidom, pomaknuti iz nekog položaja, valja preraspodjeliti - pomaknuti - atome- molekule fluida -> dati im kinetičku energiju kinetičku energiju će oni dobiti upravo od tijela koje se giba.

3. Otpor fluida vrijedi zakon očuvanja energije -> tijelo će gubiti kinetičku energiju (smanjivat će mu se brzina) kao da na tijelo djeluje sila u smjeru suprotnom od smjera gibanja rezultat: tijelo je predalo dio energije fluidu čiji se dijelovi onda počinju gibati to se događa kada pokušamo trčati kroz vodu - zbog trenja to je vrlo teško, a iza nas ostaju valovi i mali virovi

Faktor trenja μ – faktor trenja sila trenja pri klizanju ovisi: o sili kojom površina jednog tijela pritišće okomito na površinu drugog tijela o svojstvima površina koje se dodiruju što je okomita sila između dvaju tijela veća to je veće dinamičko i statičko trenje μ – faktor trenja (koeficijent proporcionalnosti)

Materijali μs μ drvo i drvo 0,5 0,3 čelik i čelik 0,15 0,09 0,03 (bez podmazivanja) 0,15 0,09 (s podmazivanjem dodirnih površina) 0,03 guma i beton (suhi) 1,0 0,7 čelik i teflon 0,04 kost i kost (s podmazivanjem pomoću sinovijske tekućine u zglobu) 0,003

Uzrok sile trenja hrapavost površine – površine tijela imaju udubine i izbočine koje zalaze jedne u druge opirući se gibanju jednog tijela u odnosu na drugo međusobni udarci tih izbočina imaju za posljedicu stvaranje topline - i tijelo i podloga se zagrijavaju pri tom i dalje vrijedi zakon očuvanja energije: smanjivanje kinetičke energije tijela prelazi u toplinsku energiju tijela i/ili podloge

Uzrok sile trenja taj učinak se može i iskoristiti, npr. šibice funkcioniraju upravo na tom principu: trenjem glavice ona se zagrije na temperaturu potrebnu da se smjesa zapali da bi se smanjilo trenje podloge se mogu podmazati – umjesto da se površine taru jedna o drugu tada se i jedna i druga taru o tanak sloj sredstava za podmazivanje

Uzrok sile trenja djelovanje molekulskih sila između čestica tvari u području dodira - ponekad važnije od hrapavosti – npr glatki stakleni predmet na glatkoj staklenoj površini dobro prijanjaju - snažnije djelovanje privlačnih molekulskih sila između čestica na jednoj i drugoj površini

Literatura: Vladimir Paar: Udžbenik za prvi razred gimnazije http://eskola.hfd.hr/pitanja_odgovori/show_answ.php?pitanje=/8/trenje.html