Target: Učvrstiti stečeno znanje o trenju i vrstama trenja.

napredak:

1. Proučite teoretski dio
2. Kompletna tabela 1.
3. Zadatak riješite prema opciji iz tabele 2.
4. Odgovorite na sigurnosna pitanja.

Tabela 1

tabela 2

Sila trenja je sila koja se javlja između površina dodirujućih tijela. Ako nema podmazivanja između površina, tada se trenje naziva suhim. Sila suvog trenja direktno je proporcionalna sili koja pritiska površine jednu na drugu i usmjerena je u smjeru suprotnom mogućem kretanju. Koeficijent proporcionalnosti naziva se koeficijent trenja. Sila pritiska je okomita na površinu. To se zove normalna reakcija podrške.

Zakoni trenja u tekućinama i plinovima razlikuju se od zakona suhog trenja. Trenje u tečnosti i gasu zavisi od brzine kretanja: pri malim brzinama proporcionalno je kvadratu, a pri velikim brzinama proporcionalno kubu brzine.

Formule rješenja:

Gdje je "k" koeficijent trenja, "N" je normalna reakcija oslonca.

Drugi Newtonov zakon i jednadžbe kretanja u vektorskom obliku. F=ma

Prema trećem Newtonovom zakonu N = - mg

izraz za brzinu

Jednačine kretanja za jednoliko ubrzano kinematičko kretanje

; 0 - V = a t gdje je 0 konačna brzina V je početna brzina

Algoritam za rješavanje tipičnog problema:

1. Ukratko zapišite stanje problema.

2. Stanje prikazujemo grafički u proizvoljnom referentnom okviru, ukazujući na sile koje djeluju na tijelo (tačku), uključujući normalnu reakciju oslonca i silu trenja, brzinu i ubrzanje tijela.

3. Ispravljamo i označavamo referentni sistem na slici uvođenjem početka vremena i specificiranjem koordinatnih ose za sile i ubrzanje. Bolje je usmjeriti jednu od osi duž normalne reakcije oslonca, i početi računati vrijeme u trenutku kada se tijelo (tačka) nalazi na koordinatnoj nuli.

4. Pišemo u vektorskom obliku drugi Newtonov zakon i jednačine kretanja. Jednačine kretanja i brzine su ovisnosti pomaka (puta) i brzine od vremena.

5. Iste jednačine pišemo u skalarnom obliku: u projekcijama na koordinatne ose. Zapisujemo izraz za silu trenja.

6. Jednačine rješavamo u opštem obliku.

7. Zamijenite vrijednosti u opšte rješenje, izračunajte.

8. Zapišite odgovor.

Teorijski dio
Trenje je otpor tijela u dodiru na kretanje jedno u odnosu na drugo. Trenje prati svako mehaničko kretanje, a ta okolnost ima bitnu posljedicu u savremenom tehničkom napretku.
Sila trenja je sila otpora kretanju tijela u dodiru jedno u odnosu na drugo.Trenje se objašnjava sa dva razloga: hrapavostom trljajućih površina tijela i molekularnom interakcijom između njih. Ako idemo dalje od granica mehanike, onda treba reći da su sile trenja elektromagnetnog porijekla, kao i sile elastičnosti. Svaki od gornja dva uzroka trenja u različitim prilikama manifestuje se na različite načine. Na primjer, ako dodirne površine čvrstih tijela za trljanje imaju značajne nepravilnosti, tada će glavni pojam u sili trenja koji ovdje nastaje biti upravo zbog ove okolnosti, tj. neravnina, hrapavost površina tijela koja se trljaju.Tijela koja se kreću trenjem jedno u odnosu na drugo moraju dodirivati ​​površine ili se kretati jedno u okruženju drugog. Gibanje tijela jedno u odnosu na drugo ne može nastati zbog prisustva trenja ako je pokretačka sila manja od maksimalne sile statičkog trenja. Ako su dodirne površine čvrstih tijela za trljanje savršeno polirane i glatke, tada će glavni član sile trenja koja nastaje u ovom slučaju biti određen molekularnom adhezijom između trljajućih površina tijela.

Razmotrimo detaljnije proces nastanka sila trenja klizanja i mirovanja na spoju dva dodirujuća tijela. Ako pogledate površine tijela pod mikroskopom, vidjet ćete mikrohrapavosti koje ćemo prikazati u uvećanom obliku (slika 1, a) Razmotrimo interakciju dodirujućih tijela na primjeru jednog para nepravilnosti ( greben i korito) (sl. 3, b). U slučaju kada nema sile koja pokušava da izazove kretanje, priroda interakcije na oba nagiba mikrohrapavosti je slična. Sa ovakvom prirodom interakcije, sve horizontalne komponente sile interakcije uravnotežuju jedna drugu, a sve vertikalne se zbrajaju i čine silu N (reakcija oslonca) (slika 2, a).

Drugačija slika interakcije tijela dobija se kada na jedno od tijela počne djelovati sila. U ovom slučaju, kontaktne tačke će biti pretežno na „kosinama“ lijevo na slici. Prvo tijelo će vršiti pritisak na drugo. Intenzitet ovog pritiska karakteriše sila R". Drugo telo, u skladu sa Njutnovim trećim zakonom, delovaće na prvo telo. Intenzitet ovog dejstva karakteriše sila R (reakcija oslonca). Sila R

može se razložiti na komponente: sila N, usmjerena okomito na dodirnu površinu tijela, i sila Fsc, usmjerena protiv djelovanja sile F (sl. 2, b).

Nakon razmatranja interakcije tijela, treba napomenuti dvije stvari.
1) U interakciji dva tijela, u skladu sa trećim Newtonovim zakonom, nastaju dvije sile R i R"; radi lakšeg uzimanja u obzir pri rješavanju zadataka, razlažemo silu R na komponente N i Fsc (Ftr u slučaj kretanja).
2) Sile N i F Tp su iste prirode (elektromagnetna interakcija); drugačije i ne može biti, jer su to komponente iste sile R.
U savremenoj tehnologiji, zamjena trenja klizanja trenjem kotrljanja je od velike važnosti kako bi se smanjilo štetno djelovanje sila trenja. Sila trenja kotrljanja definira se kao sila potrebna za ravnomjerno pravolinijsko kotrljanje tijela po horizontalnoj ravni. Iskustvom je utvrđeno da se sila trenja kotrljanja izračunava po formuli:

gdje je F sila trenja kotrljanja; k je koeficijent trenja kotrljanja; P je sila pritiska kotrljajućeg tijela na oslonac, a R je polumjer kotrljajućeg tijela.

Iz prakse je očito, iz formule je jasno da što je veći polumjer kotrljajućeg tijela, to mu neravnine potporne površine predstavljaju manju prepreku.
Imajte na umu da je koeficijent trenja kotrljanja, za razliku od koeficijenta trenja klizanja, imenovana vrijednost i izražava se u jedinicama dužine - metrima.
Trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja, u nužnim i mogućim slučajevima, zamjenom kliznih ležajeva kotrljajućim.

Postoji vanjsko i unutrašnje trenje (inače se naziva viskozitet). Ova vrsta trenja naziva se vanjskim, pri čemu na mjestima dodira čvrstih tijela nastaju sile koje ometaju međusobno kretanje tijela i usmjerene su tangencijalno na njihove površine.

Unutarnje trenje (viskozitet) je vrsta trenja, koja se sastoji u tome što se međusobno pomiče. Slojevi tečnosti ili gasa između njih postoje tangencijalne sile koje sprečavaju takvo kretanje.

Eksterno trenje se deli na trenje mirovanja (statičko trenje) i kinematičko trenje. Trenje mirovanja nastaje između fiksnih čvrstih tijela kada se bilo koje od njih pokušava pomaknuti. Kinematsko trenje postoji između međusobno dodirujućih pokretnih krutih tijela. Kinematsko trenje se, pak, dijeli na trenje klizanja i trenje kotrljanja.

Sile trenja igraju važnu ulogu u ljudskom životu. U nekim slučajevima ih koristi, au drugima se bori protiv njih. Sile trenja su elektromagnetne prirode.
Vrste sila trenja.
Sile trenja su elektromagnetne prirode, tj. Sile trenja se zasnivaju na električnim silama interakcije molekula. One ovise o brzini kretanja tijela jedno u odnosu na drugo.
Postoje 2 vrste trenja: suvo i tečno.
1. Trenje tečnosti je sila koja nastaje kada se čvrsto telo kreće u tečnosti ili gasu, ili kada se jedan sloj tečnosti (gasa) pomera u odnosu na drugi i usporava to kretanje.

U tečnostima i gasovima ne postoji statička sila trenja.
Pri malim brzinama u tečnosti (gas):
Ftr= k1v,
gdje je k1 koeficijent otpora, ovisno o obliku, veličini tijela i svjetlosti u mediju. Određeno iskustvom.

Pri velikim brzinama:
Ftr= k2v,
gdje je k2 koeficijent otpora.
2. Suvo trenje je sila koja nastaje direktnim dodirom tijela, a uvijek je usmjerena duž dodirnih površina elektromagnetnih tijela upravo kidanjem molekularnih veza.
Trenje mirovanja.
Razmotrimo interakciju šipke sa površinom stola.Površina tijela u kontaktu nije apsolutno ravna.Najveća sila privlačenja javlja se između atoma tvari koji su na minimalnoj udaljenosti jedan od drugog, tj. mikroskopske izbočine. Ukupna sila privlačenja atoma tijela u dodiru je toliko značajna da čak i pod djelovanjem vanjske sile primijenjene na šipku koja je paralelna s površinom njenog kontakta sa stolom, šipka ostaje u mirovanju. To znači da je sila koja djeluje na šipku po apsolutnoj vrijednosti jednaka vanjskoj sili, ali suprotno usmjerena. Ova sila je statička sila trenja.Kada primijenjena sila dostigne maksimalnu kritičnu vrijednost dovoljnu da prekine veze između izbočina, šipka počinje kliziti po stolu. Maksimalna statička sila trenja ne zavisi od površine kontakta.Prema Njutnovom trećem zakonu, normalna sila pritiska je po apsolutnoj vrednosti jednaka sili reakcije oslonca N.
Maksimalna statička sila trenja proporcionalna je sili normalnog pritiska:

gdje je μ koeficijent statičkog trenja.

Koeficijent statičkog trenja ovisi o prirodi površinske obrade i o kombinaciji materijala koji čine kontaktna tijela. Kvalitetna obrada glatkih kontaktnih površina dovodi do povećanja broja privučenih atoma i, shodno tome, do povećanja koeficijenta statičkog trenja.

Maksimalna vrijednost statičke sile trenja proporcionalna je modulu sile F d pritiska koji tijelo vrši na oslonac.
Vrijednost koeficijenta statičkog trenja može se odrediti na sljedeći način. Neka tijelo (ravna šipka) leži na kosoj ravni AB (slika 3). Na njega djeluju tri sile: gravitacija F, statička sila trenja Fp i sila reakcije oslonca N. Normalna komponenta Fp gravitacije je sila pritiska Fd koju proizvodi tijelo na oslonac, tj.
FN=Fd. Tangencijalna komponenta Ft gravitacije je sila koja teži da pomjeri tijelo niz nagnutu ravan.
Pri malim uglovima nagiba a, sila Ft je uravnotežena statičkom silom trenja Fp i tijelo miruje na kosoj ravni (sila reakcije oslonca N prema trećem Newtonovom zakonu jednaka je po veličini i suprotna u smjeru sile Fd, tj. balansira ga).
Povećavaćemo ugao nagiba a sve dok telo ne počne da klizi niz nagnutu ravan. U ovom trenutku
Ft=Fpmax Sa sl. 3 pokazuje da je Ft=Fsin = mgsin; Fn \u003d Fcos \u003d mgcos.
dobijamo
fn=sin/cos=tg.
Izmjerivši ugao pod kojim počinje klizanje tijela, moguće je izračunati vrijednost koeficijenta statičkog trenja fp po formuli.

Rice. 3. Trenje mirovanja.
trenje klizanja

Trenje klizanja nastaje pri relativnom kretanju tijela u kontaktu.
Sila trenja klizanja uvijek je usmjerena u smjeru suprotnom od relativne brzine tijela u dodiru.
Kada jedno tijelo počne kliziti po površini drugog tijela, veze između atoma (molekula) prvobitno nepokretnih tijela se prekidaju, a trenje se smanjuje. Daljim relativnim kretanjem tijela, između atoma se stalno stvaraju nove veze. U tom slučaju sila trenja klizanja ostaje konstantna, nešto manja od sile statičkog trenja. Poput maksimalne statičke sile trenja, sila trenja klizanja proporcionalna je normalnoj sili pritiska i, prema tome, sili reakcije oslonca:
, gdje je koeficijent trenja klizanja (), ovisno o svojstvima dodirnih površina.

Rice. 3. Trenje klizanja

Kontrolna pitanja

1. Šta je spoljašnje i unutrašnje trenje?
2. Koja vrsta trenja je statičko trenje?
3. šta je suvo i tečno trenje?
4. Kolika je najveća statička sila trenja?
5. Kako odrediti vrijednost koeficijenta statičkog trenja?

Trenje nastaje kada su tijela u direktnom kontaktu, sprječavajući njihovo relativno kretanje, i uvijek je usmjereno duž dodirne površine.

Sile trenja su elektromagnetne prirode, kao i sile elastičnosti. Trenje između površina dva čvrsta tijela naziva se suvo trenje. Trenje između čvrstog tijela i tekućeg ili plinovitog medija naziva se viskozno trenje.

Razlikovati statičko trenje, trenje klizanja I trenje kotrljanja.

Trenje mirovanja- nastaje ne samo kada jedna površina klizi preko druge, već i kada se pokušava izazvati ovo klizanje. Statičko trenje sprečava klizanje tereta na pokretnoj transportnoj traci, zadržava eksere zabijenim u dasku, itd.

Statična sila trenja je sila koja sprečava nastanak pomeranja jednog tela u odnosu na drugo, uvek usmerena na silu koja deluje spolja paralelno sa kontaktnom površinom, nastojeći da pomeri predmet sa svog mesta.

Što je veća sila koja teži da pomeri telo, to je veća sila statičkog trenja. Međutim, za bilo koja dva tijela u kontaktu ima neku maksimalnu vrijednost (F tr.p.) max, više od čega ne može biti i koje ne zavisi od površine dodira površina:

(F tr.p.) max = μ p N,

Gdje μ p- koeficijent statičkog trenja, N- snaga reakcije podrške.

Maksimalna statička sila trenja ovisi o materijalima tijela i o kvaliteti obrade dodirnih površina.

Trenje klizanja. Ako na tijelo primijenimo silu koja premašuje maksimalnu statičku silu trenja, tijelo će se pomaknuti i početi kretati. Trenje u mirovanju će biti zamijenjeno trenjem klizanja.

Sila trenja klizanja je također proporcionalna normalnoj sili pritiska i sili reakcije oslonca:

F tr \u003d μN.

trenje kotrljanja. Ako tijelo ne klizi po površini drugog tijela, već se, kao točak, kotrlja, tada se trenje koje se javlja na mjestu dodira naziva trenjem kotrljanja. Kada se točak kotrlja po kolovozu, on je stalno utisnut u njega, tako da se ispred njega uvek nalazi neravnina koju treba savladati. To je ono što uzrokuje trenje kotrljanja. Trenje kotrljanja je manje, put je teži.

Sila trenja kotrljanja također je proporcionalna sili reakcije oslonca:

F tr.qual = μ qual N,

Gdje μ kvalitet- koeficijent trenja kotrljanja.

Zbog μ kvalitet<< μ , pri istom opterećenju, sila trenja kotrljanja je mnogo manja od sile trenja klizanja.

Uzroci sile trenja su hrapavost površina dodirujućih tijela i međumolekulsko privlačenje na mjestima dodira tijela koja trljaju. U prvom slučaju, naizgled glatke površine zapravo imaju mikroskopske nepravilnosti koje se prilikom klizanja zahvataju jedna za drugu i ometaju kretanje. U drugom slučaju, privlačnost se manifestira čak i kod dobro poliranih površina.

Na čvrstu materiju koja se kreće u tečnosti ili gasu utiče srednja otporna sila, usmjeren protiv brzine tijela u odnosu na okolinu i usporavanje kretanja.

Sila otpora medija javlja se samo prilikom kretanja tijela u ovoj sredini. Ovdje nema ništa slično statičkoj sili trenja. Naprotiv, objekte u vodi je mnogo lakše pomicati nego na tvrdoj površini.

Trenje je fenomen sa kojim se susrećemo u svakodnevnom životu sve vreme. Nemoguće je odrediti da li je trenje štetno ili korisno. Čini se da je čak i korak po klizavom ledu težak zadatak, hodanje po gruboj asfaltnoj podlozi je zadovoljstvo. Autodijelovi bez podmazivanja se mnogo brže troše.

Proučavanje trenja, poznavanje njegovih osnovnih svojstava omogućava osobi da ga koristi.

Sila trenja u fizici

Sila koja proizlazi iz kretanja ili pokušaja pomjeranja jednog tijela po površini drugog, usmjerena protiv smjera kretanja, primijenjena na tijela koja se kreću, naziva se sila trenja. Modul sile trenja, čija formula ovisi o mnogim parametrima, varira ovisno o vrsti otpora.

Razlikuju se sljedeće vrste trenja:

slip;

valjanje.

Svaki pokušaj da se teški predmet (orman, kamen) pomeri sa svog mesta dovodi do napetosti, ali nije uvek moguće pokrenuti objekat. Ometa odmor.

Stanje mirovanja

Proračunato statičko trenje ne dozvoljava da se ono dovoljno precizno odredi. Na osnovu delovanja Njutnovog trećeg zakona, veličina sile statičkog otpora zavisi od primenjene sile.

Kako se sila povećava, tako se povećava i sila trenja.

0 < F тр.покоя < F max

Ne dozvoljava da ekseri zabijeni u drvo ispadnu; dugmad ušivena koncem čvrsto se drže na mjestu. Zanimljivo je da je otpor mirovanja ono što omogućava osobi da hoda. Štaviše, usmjeren je u pravcu ljudskog kretanja, što je u suprotnosti s općim stanjem stvari.

fenomen klizanja

Sa povećanjem vanjske sile koja pokreće tijelo, do vrijednosti najveće sile statičkog trenja, ono počinje da se kreće. Sila trenja klizanja razmatra se u procesu klizanja jednog tijela po površini drugog. Njegova vrijednost ovisi o svojstvima površina koje međusobno djeluju i sili vertikalnog djelovanja na površinu.

Formula za proračun sile trenja klizanja: F=μR, gdje je μ koeficijent proporcionalnosti (trenja klizanja), R je vertikalna (normalna) sila pritiska.

Jedna od sila koje kontroliraju kretanje je sila trenja klizanja, čija je formula napisana pomoću sile reakcije oslonca. Zbog ispunjenja trećeg Newtonovog zakona, sile normalnog pritiska i reakcija oslonca su iste po veličini i suprotne po smjeru: P = N.

Prije pronalaženja sile trenja, čija formula poprima drugačiji oblik (F=μ N), određuje se sila reakcije.

Koeficijent otpora klizanja uveden je eksperimentalno za dvije trljajuće površine i ovisi o kvaliteti njihove obrade i materijala.

Table. Vrijednost koeficijenta otpora za različite površine

Najveća sila statičkog trenja, čija je formula gore napisana, može se odrediti na isti način kao i sila trenja klizanja.

Ovo postaje važno kada se rješavaju problemi za određivanje jačine otpora pri vožnji. Na primjer, knjiga, koja se pokreće rukom pritisnutom odozgo, klizi pod djelovanjem sile otpora mirovanja koja nastaje između ruke i knjige. Količina otpora ovisi o vrijednosti sile vertikalnog pritiska na knjigu.

fenomen kotrljanja

Prelazak naših predaka sa šlepera na kočije smatra se revolucionarnim. Pronalazak točka je najveći izum čovječanstva. koji se javlja kada se točak kreće duž površine, značajno je inferioran po veličini u odnosu na otpor klizanja.

Pojava je povezana sa silama normalnog pritiska točka na površinu, ima prirodu koja ga razlikuje od klizanja. Zbog neznatne deformacije kotača, u središtu formiranog područja i duž njegovih rubova nastaju različite sile pritiska. Ova razlika u silama određuje pojavu otpora kotrljanja.

Formula za izračunavanje sile trenja kotrljanja obično se uzima slično procesu klizanja. Razlika je vidljiva samo u vrijednostima koeficijenta otpora.

Priroda otpora

Kada se promijeni hrapavost površina za trljanje, mijenja se i vrijednost sile trenja. Pri velikom povećanju, dvije površine u dodiru izgledaju kao izbočine sa oštrim vrhovima. Kada se naslanjaju, to su izbočeni dijelovi tijela koji su u kontaktu jedan s drugim. Ukupna površina kontakta je beznačajna. Prilikom kretanja ili pokušaja pokretanja tijela, "vrhovi" stvaraju otpor. Veličina sile trenja ne ovisi o površini dodirnih površina.

Čini se da dvije idealno glatke površine ne bi trebale imati nikakav otpor. U praksi je sila trenja u ovom slučaju maksimalna. Ovo neslaganje se objašnjava prirodom porekla sila. To su elektromagnetne sile koje djeluju između atoma tijela u interakciji.

Mehanički procesi koji u prirodi nisu praćeni trenjem su nemogući, jer ne postoji način da se "isključi" električna interakcija naelektrisanih tijela. Nezavisnost sila otpora od međusobnog položaja tijela omogućava nam da ih nazovemo nepotencijalnim.

Zanimljivo je da je sila trenja, čija formula varira ovisno o brzini tijela u interakciji, proporcionalna kvadratu odgovarajuće brzine. Ova sila se odnosi na silu viskoznog otpora u fluidu.

Kretanje u tečnosti i gasu

Kretanje čvrstog tijela u tekućini ili plinu, tečnosti u blizini čvrste površine je praćeno viskoznim otporom. Njegova pojava je povezana sa interakcijom slojeva fluida koje čvrsto tijelo zavlači u procesu kretanja. Različite brzine slojeva su izvor viskoznog trenja. Posebnost ovog fenomena je odsustvo statičkog trenja fluida. Bez obzira na veličinu spoljašnjeg uticaja, telo počinje da se kreće dok je u tečnosti.

Ovisno o brzini kretanja, sila otpora je određena brzinom kretanja, oblikom tijela koje se kreće i viskoznošću tekućine. Kretanje u vodi i ulju istog tijela je praćeno otporom različite veličine.

Za male brzine: F = kv, gdje je k faktor proporcionalnosti koji ovisi o linearnim dimenzijama tijela i svojstvima medija, v je brzina tijela.

Temperatura tečnosti takođe utiče na trenje u njoj. U mraznom vremenu, automobil se zagrijava tako da se ulje zagrijava (njegova viskoznost se smanjuje) i pomaže u smanjenju uništavanja dijelova motora u kontaktu.

Povećanje brzine kretanja

Značajno povećanje brzine tijela može uzrokovati pojavu turbulentnih tokova, dok otpor naglo raste. Ono što je bitno je: kvadrat brzine kretanja, gustine medija i sile trenja poprimaju drugačiji oblik:

F \u003d kv 2, gdje je k faktor proporcionalnosti koji ovisi o obliku tijela i svojstvima medija, v je brzina tijela.

Ako se tijelu da aerodinamičan oblik, turbulencija se može smanjiti. Oblik tijela delfina i kitova savršen je primjer zakona prirode koji utječu na brzinu životinja.

Energetski pristup

Rad na pomeranju tela sprečava otpor okoline. Kada koristimo zakon održanja energije, kažemo da je promjena mehaničke energije jednaka radu sila trenja.

Rad sile izračunava se po formuli: A = Fscosα, gdje je F sila pod kojom se tijelo pomiče za udaljenost s, α je ugao između smjerova sile i pomaka.

Očigledno, sila otpora je suprotna kretanju tijela, odakle je cosα = -1. Rad sile trenja, čija je formula A tr \u003d - Fs, negativna je vrijednost. U tom slučaju se pretvara u unutrašnje (deformacija, zagrijavanje).

Trenje- jedna od vrsta interakcije tijela. Javlja se kada dva tijela dođu u kontakt. Trenje, kao i sve druge vrste interakcija, podliježe Njutnov treći zakon: ako sila trenja djeluje na jedno od tijela, tada sila iste veličine, ali usmjerena u suprotnom smjeru, djeluje i na drugo tijelo. Sile trenja, kao elastične sile, imati elektromagnetna priroda. Oni nastaju kao rezultat interakcije između atoma i molekula susjednih tijela.

Sile suvog trenja nazivaju se sile koje nastaju kada dva čvrsta tijela dođu u kontakt u odsustvu tekućeg ili plinovitog sloja između njih. Uvek su usmereni ka tangenta na susedne površine.

Suvo trenje koje nastaje kada su tijela u relativnom mirovanju naziva se statičko trenje. Statička sila trenja je uvijek jednaka po veličini vanjskoj sili i usmjerena je u suprotnom smjeru (slika 1.1.6).

Statička sila trenja ne može premašiti određenu maksimalnu vrijednost (F tr) max . Ako je vanjska sila veća od (F tr) max , dolazi do relativnog klizanja. Sila trenja u ovom slučaju se naziva sila trenja klizanja. Ona je uvijek usmjerena u smjeru suprotnom od smjera kretanja i, općenito govoreći, ovisi o relativnoj brzini tijela. Međutim, u mnogim slučajevima, približno sila trenja klizanja može se smatrati nezavisnom od veličine relativne brzine tijela i jednakom maksimalnoj sili statičkog trenja. Ovaj model sile suvog trenja koristi se za rješavanje mnogih jednostavnih fizičkih problema (slika 1.1.7).

Iskustvo pokazuje da je sila trenja klizanja proporcionalna sili normalnog pritiska tijela na oslonac, a samim tim i sili reakcije oslonca.

Koeficijent proporcionalnosti μ se naziva koeficijent trenja klizanja.

Koeficijent trenja μ je bezdimenzionalna veličina. Obično je koeficijent trenja manji od jedinice. To ovisi o materijalima tijela u kontaktu i o kvaliteti površinske obrade. Prilikom klizanja, sila trenja je usmjerena tangencijalno na dodirne površine u smjeru suprotnom od relativne brzine (slika 1.1.8).

Kada se kruto tijelo kreće u tečnosti ili gasu, viskozna sila trenja. Sila viskoznog trenja je mnogo manja od sile suvog trenja. Također je usmjerena u smjeru suprotnom od relativne brzine tijela. Kod viskoznog trenja nema statičkog trenja.

Sila viskoznog trenja jako ovisi o brzini tijela. Pri dovoljno malim brzinama F tr ~ υ, pri velikim brzinama F tr ~ υ 2 . U ovom slučaju, koeficijenti proporcionalnosti u ovim omjerima zavise od oblika tijela.

Sile trenja također nastaju kada se tijelo kotrlja. Međutim, pošto sile trenja kotrljanja obično prilično mali. Prilikom rješavanja jednostavnih zadataka ove sile se zanemaruju.

Sila trenja nastaje u tački dodira dvaju tijela i onemogućuje međusobno kretanje ovih tijela jedno u odnosu na drugo. Ona je uvijek usmjerena suprotno kretanju tijela ili smjeru primjene vanjske sile. Ako tijela miruju. Kao rezultat trenja, mehanička energija se pretvara u toplinsku energiju.

Trenje se dijeli na trenje mirovanja i trenje kretanja. Trenje kretanja se pak dijeli na trenje kotrljanja i trenje klizanja. Trenje nastaje kada se tijela u kontaktu pokušavaju kretati jedno u odnosu na drugo.

Formula 1 - Sila trenja.

N - Sila reakcije podrške.

Mu - Koeficijent trenja.

Trenje mirovanja, kao što naziv implicira, nastaje kada se sila treće strane primjenjuje na tijela, nastojeći ih pomjeriti jedno u odnosu na drugo. Ali još nema kretanja. Nema kretanja upravo zato što ga sprečava sila trenja odmora. U trenutku kada vanjska sila premaši statičku silu trenja, pojavit će se sila trenja klizanja.

Uzrok sile trenja je neravnina na površini dodirnih tijela. Čak i ako površine izgledaju glatke, u stvari, pri velikom povećanju, površina je hrapava. Dakle, upravo te nepravilnosti na površini dva tijela prianjaju jedno uz drugo.

Slika 1 - Kontaktne površine.

Čini se da ako su površine polirane do zrcalne završne obrade, tada bi trenje između njih trebalo, ako ne potpuno nestati, onda sigurno pasti na minimalnu vrijednost. Ali u praksi se ispostavilo da to nije tako jednostavno. U slučaju vrlo glatkih površina, pojavljuje se još jedan faktor koji povećava trenje. Ovo je intermolekularna privlačnost. Uz vrlo finu obradu materijala, molekule tvari dvaju tijela su toliko blizu jedna drugoj da postoje tako jake sile privlačenja da onemogućavaju pomicanje tijela jedno u odnosu na drugo.

Naravno, na veličinu sile trenja utiče i sila koja pritiska tela jedno na drugo. Što je veća, to je veća sila trenja. Ako se kotrljate zimi, prazne sanke iz snijega izlaze dovoljno lako. Ako dijete sjedi na sankama, bit će teže vući ih. Pa, ako odrasla osoba sjedi u njima, dvaput ćete razmisliti da li ih uopće vrijedi vući. U svim ovim slučajevima kvaliteta podloge saonica i površine snijega je nepromijenjena. Ali sila gravitacije je drugačija, što dovodi do povećanja sile trenja.

Pored trenja klizanja, postoji i sila trenja kotrljanja. Opet, suština fenomena je skrivena u nazivu. Odnosno, ovo je trenje koje nastaje prilikom kotrljanja jednog predmeta po površini drugog. Trenje kotrljanja je mnogo puta manje od trenja klizanja.

Zamislite metalnu kuglu koja se kotrlja po površini stola. Zbog deformacije stola, a i same lopte, mjesto kontakta između njih nije tačka, već određena površina. Kao rezultat toga, tačka primjene reakcije oslonca je malo pomaknuta naprijed od centra ravnoteže. I reakcija podrške je malo unazad. Kao rezultat toga, normalni dio reakcije potpore kompenzira se silom gravitacije, a tangencijalna komponenta je sila trenja kotrljanja.