Kako predstaviti silu trenja. Šta je sila trenja, formule

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


	Klizač vozi preko glatke horizontalne ledene površine inercije od 80 m. Odredite silu trenja i početnu brzinu ako je masa klizača 60 kg, a koeficijent trenja 0,015
	Tijelo mase 4,9 kg leži na horizontalnoj ravni. Koju silu treba primijeniti na tijelo u horizontalnom smjeru da bi mu se dalo ubrzanje od 0,5 m/s 2 s koeficijentom trenja od 0,1?
	Na horizontalnom stolu leži drveni blok mase 500 g, koji se pokreće utegom od 300 g okačenim na okomitom kraju konca bačenog preko bloka pričvršćenog na kraju stola. Koeficijent trenja pri kretanju šipke je 0,2. Kojim ubrzanjem će se blok kretati?

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 slučajevima manifestira se u različitoj mjeri. 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 potrebnim i mogućim slučajevima, zamjenom kliznih ležajeva kotrljajućim ležajevima.

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

test pitanja

Šta je spoljašnje i unutrašnje trenje?
Koja vrsta trenja je statičko trenje?
šta je suvo i tečno trenje?
Kolika je najveća statička sila trenja?
Kako odrediti vrijednost koeficijenta statičkog trenja?

Definicija 1

Sila trenja je sila koja se javlja u trenutku dodira dvaju tijela i sprječava njihovo relativno kretanje.

Glavni razlog koji izaziva trenje leži u hrapavosti površina za trljanje i molekularnoj interakciji ovih površina. Sila trenja ovisi o materijalu dodirnih površina i o sili njihovog međusobnog pritiska.

Koncept sile trenja

Na osnovu jednostavnih modela trenja (na osnovu Coulombovog zakona), sila trenja će se smatrati direktno proporcionalnom stepenu normalne reakcije dodirnih i trljajućih površina. Ako se posmatraju u cjelini, onda se procesi sile trenja ne mogu opisati samo jednostavnim modelima klasične mehanike, što se objašnjava složenošću reakcija u zoni interakcije tijela koja se trlja.

Sile trenja, kao i sile elastičnosti, imaju elektromagnetnu prirodu. Njihova pojava postaje moguća zbog interakcije između molekula i atoma tijela koja su u kontaktu.

Napomena 1

Sile trenja se razlikuju od elastičnih i gravitacijskih sila po tome što zavise ne samo od konfiguracije tijela (od njihovog relativnog položaja), već i od relativnih brzina njihove interakcije.

Vrste sila trenja

Pod uvjetom da postoji relativno kretanje dva tijela u dodiru jedno s drugim, sile trenja koje nastaju u takvom procesu dijele se na sljedeće vrste:

Trenje klizanja (predstavlja silu koja nastaje kao rezultat translacijskog kretanja jednog od tijela u interakciji u odnosu na drugo i djeluje na ovo tijelo u smjeru koji će biti suprotan smjeru klizanja).
Trenje kotrljanja (predstavlja moment sila koje se mogu javiti u uslovima procesa kotrljanja jednog od dva tijela u dodiru s drugim).
Trenje mirovanja (smatra se silom koja nastaje između dva tijela u međusobnoj interakciji, a postaje ozbiljna prepreka nastanku relativnog kretanja. Takva sila se savladava da bi se ova tijela koja dodiruju jedna u odnosu na drugu pokrenula. Ova vrsta trenja se javlja prilikom mikropomeranja (na primer, tokom deformacije) kontaktnih tela Sa povećanjem napora, počinje i povećanje sile trenja.
Trenje okretanja (je moment sile koji se javlja između dodirujućih tijela pod uvjetima rotacije jednog od njih u odnosu na drugo i usmjeren protiv rotacije). Određuje se formulom: $M=pN$, gdje je $N$ normalni tlak, $p$ je koeficijent trenja predenja, koji ima dimenziju dužine.

Eksperimentalno je utvrđeno da je sila trenja nezavisna od površine duž koje su tijela u kontaktu i proporcionalna normalnoj sili pritiska kojom će jedno tijelo djelovati na drugo.

Definicija 2

Konstantna vrijednost predstavlja koeficijent trenja, dok ovisi o prirodi i stanju trljajućih površina.

U određenim situacijama, trenje je korisno. Mogu se navesti primjeri nemogućnosti ljudskog hodanja (u odsustvu trenja) i kretanja vozila. U isto vrijeme, trenje može imati i štetan učinak. Dakle, izaziva habanje dodirnih dijelova mehanizama, dodatnu potrošnju goriva za vozila. Različiti lubrikanti (vazdušni ili tečni jastuci) služe kao sredstvo protiv toga. Drugi efikasan način je da se klizanje zamijeni kotrljanjem.

Osnovne proračunske formule za određivanje sile trenja

Formula za izračunavanje sile trenja klizanja će izgledati ovako:

$m$-koeficijent proporcionalnosti (trenje klizanja),
$P$ je vertikalna (normalna) sila pritiska.

Sila trenja klizanja jedna je od sila koja kontrolira kretanje, a njena formula je zapisana pomoću sile reakcije oslonca. Na osnovu djelovanja Njutnovog trećeg zakona, sile normalnog tlaka, kao i reakcija oslonca, jednake su po veličini i suprotne po smjeru:

Prije određivanja sile trenja, čija će formula biti napisana na sljedeći način: $F=mN$, određuje se sila reakcije.

Napomena 2

Koeficijent otpora pri procesu klizanja uvodi se eksperimentalno za trljajuće površine, dok će ovisiti o materijalu i kvaliteti obrade.

Maksimalna sila statičkog trenja određuje se slično kao i sila trenja klizanja. Ovo je važno za rješavanje problema određivanja jačine otpora pri vožnji. Primjer se može navesti s knjigom pomičenom rukom pritisnutom uz nju. Dakle, klizanje ove knjige će se odvijati pod uticajem sile otpora mirovanja između knjige i ruke. U ovom slučaju, količina otpora ovisit će o indikatoru sile vertikalnog pritiska na knjigu.

Zanimljiva će biti činjenica da je sila trenja proporcionalna kvadratu odgovarajuće brzine, a njena formula će se početi mijenjati ovisno o brzini kretanja tijela u interakciji. Ova sila se može pripisati sili viskoznog otpora u tekućini.

Ovisno o brzini kretanja, sila otpora će odrediti brzinu kretanja, oblik tijela u pokretu ili viskoznost tekućine. Kretanje u ulju i vodi istog tijela je praćeno otporom različite veličine. Za male brzine to izgleda ovako:

$k$ – koeficijent proporcionalnosti, u zavisnosti od linearnih dimenzija tela i svojstava medija,
$v$ je brzina tijela.

Svi znaju koliko je teško pomicati teške predmete na bilo kojoj površini. To je zbog činjenice da površina čvrstog tijela nije savršeno glatka i sadrži puno zareza (imaju različite veličine, koje se smanjuju tokom brušenja). Kada dva tijela dođu u kontakt, zarezi se međusobno spajaju. Neka mala sila (F) bude primijenjena na jedno od tijela, usmjerena tangencijalno na dodirne površine. Pod uticajem ove sile, zarezi će se deformisati (savijati). Stoga će postojati elastična sila usmjerena duž dodirnih površina. Sila elastičnosti koja djeluje na tijelo, na koju se primjenjuje sila F, kompenzira je i tijelo će ostati u mirovanju.

statička sila trenja – sila koja nastaje na granici susednih tela u odsustvu njihovog relativnog kretanja.

Sila statičkog trenja usmjerena je tangencijalno na površinu tijela u dodiru (slika 10) u smjeru suprotnom sili F, i jednaka joj je po veličini: Ftr = - F.

Sa povećanjem modula sile F, savijanje kukastih zareza će se povećati i na kraju će se početi lomiti i tijelo će se početi kretati.

sila trenja klizanja – je sila koja se javlja na granici dodirujućih tijela tokom njihovog relativnog kretanja.

Vektor sile trenja klizanja usmjeren je suprotno vektoru brzine tijela u odnosu na površinu po kojoj ono klizi.

Tijelo koje klizi po čvrstoj površini pritisnuto je uz nju silom gravitacije P usmjerenom duž normale. Kao rezultat, površina pada i pojavljuje se elastična sila N (normalna sila pritiska ili reakcija potpore), koja kompenzira silu pritiska P (N = - P).

Što je sila N veća, zarezi su dublje i teže ih je razbiti. Iskustvo pokazuje da je modul sile trenja klizanja proporcionalan sili normalnog pritiska:

Bezdimenzionalni koeficijent μ naziva se koeficijent trenja klizanja. Zavisi od materijala dodirnih površina i stepena njihovog brušenja. Na primjer, pri skijanju koeficijent trenja ovisi o kvaliteti maziva (moderna skupa maziva), površini skijaške staze (mekana, labava, zbijena, zaleđena), jednom ili drugom stanju snijega ovisno o temperaturi i zraku. vlažnost, itd. Veliki broj varijabilnih faktora čini da sam koeficijent nije konstantan. Ako je koeficijent trenja između 0,045 - 0,055, klizanje se smatra dobrim.

U tabeli su prikazane vrijednosti koeficijenta trenja klizanja za različita tijela koja dodiruju.

Koeficijenti trenja klizanja za različite slučajeve

Uloga sile trenja u mnogim slučajevima je pozitivna. Zahvaljujući toj sili moguće je kretanje ljudi, životinja i kopnenog transporta. Dakle, kada hoda, osoba, naprezajući mišiće potporne noge, odguruje se od tla, pokušavajući pomaknuti taban unazad. To sprečava statička sila trenja usmjerena u suprotnom smjeru - naprijed (Sl. 11).

Prije više od 300 godina. Pitanje nije najteže, ali će biti potrebno malo pažnje i strpljenja da se razumije.

Poseban dio mehanike posvećen je proučavanju sile trenja - takozvanoj mehanici interakcije trenja (ili - tribologiji).

Sila trenja je sila kojom tijela u dodiru i kretanju jedno prema drugom međusobno djeluju. To je sila trenja koja sprječava slobodno kretanje tijela u kontaktu.

Vrste trenja i sile trenja

Odakle dolazi sila statičkog trenja?

Ako pod mikroskopom pogledamo površinu poda i noge ormarića, naći ćemo više mikroskopskih izbočina nezamislivih oblika.

Kada se tijela naslanjaju jedno na drugo, tuberkuli se međusobno zahvaćaju, zbog čega tijela ostaju u imobiliziranom stanju.

Udar na jedno od tijela ili na oba tijela odjednom kako bi se pomicali jedno u odnosu na drugo dovest će do deformacije tuberkula, što će uzrokovati elektromagnetno odbijanje molekula, koje je u osnovi statičke sile trenja.

Ako se fizički napori primjenjuju glatko, do određenog kritičnog trenutka, statička sila trenja će po apsolutnoj vrijednosti biti jednaka sili kojom pokušavamo pomjeriti ormarić.

sila trenja klizanja

U trenutku kada se ormarić još pomiče sa svog mjesta, sila trenja mirovanja će dostići svoju maksimalnu vrijednost.

U ovom trenutku, tuberkuli su uništeni i, kao rezultat, počinje kabinet slajd.

Slika 1. Točkovi i drugi uređaji se koriste za smanjenje sile trenja klizanja.

Pojavljuje se nova vrsta sile trenja - sila trenja klizanja. Ova sila nastaje interakcijom površina koje klize jedna na drugu.

Ova sila se manifestuje u trenutku fizičkog kretanja (klizanja) nogu kabineta po podu ili kada klizaljka hokejaša ili klizača klizi po površini.

Ako prevedemo ono što se dešava na "brežuljke", prilikom klizanja dolazi do prekida veza između molekula koncentrisanih u različitim brežuljcima.

Kada su objekti nepomični – to jest, kada djeluje statička sila trenja – takvi diskontinuiteti ne nastaju.

"Model brežuljaka" je uslovan. Dizajniran je da predstavi složene stvari jednostavnim jezikom.

Isti procesi se mogu objasniti dubljim naučnim terminima, čije će razumijevanje zahtijevati posebnu obuku čitaoca.

Najjednostavniji fizički zakoni povezani sa silom trenja

Odgovor na pitanje, kolika je sila trenja, može se dobiti ne samo proučavanjem teorijskih stavova, već i rješavanjem praktičnih problema.

Za rješavanje problema u vezi s proračunom vrijednosti sile trenja, potrebne su nam neke naučne činjenice koje karakteriziraju silu trenja.

Na primjer, vektor sile trenja klizanja primijenjen na tijelo sa strane klizne površine uvijek je usmjeren u suprotnom smjeru od smjera vektora brzine objekta.

Ako se promijeni smjer brzine, promijenit će se i smjer sile trenja klizanja. Ovisnost sile trenja o brzini je važna karakteristika koja je svojstvena ovoj sili (koja, na primjer, nije prisutna u sili gravitacije ili sili elastičnosti).

Najjednostavniji model suhog trenja karakterizira djelovanje sljedećih zakona:

. Sila trenja klizanja jednaka je maksimalnoj vrijednosti statičke sile trenja.

. Koeficijent trenja ne ovisi o površini interakcijskih površina, niti o brzini međusobno povezanih objekata u odnosu jedan prema drugom.

. Postoji direktno proporcionalna veza između sile reakcije oslonca i apsolutne vrijednosti sile trenja klizanja, izračunate po formuli: f = µN.

Koeficijent proporcionalnosti µ se zove koeficijent trenja.

Fizičari su izračunali koeficijente trenja za desetine hiljada parova materijala.

Na primjer, koeficijent statičkog trenja za par "guma - suvi asfalt" je 0,95, i koeficijent trenja klizanja za isti par varira od 0,5 do 0,8.

Promjenom svojstava objekata u interakciji moguće je utjecati na veličinu sile trenja koja se javlja prilikom njihove interakcije.

Na primjer, poboljšanje vanjskog oblika trkaćih automobila ili dezena gazećeg sloja korištenih guma omogućava vam da povećate njihovu brzinu smanjenjem sile trenja klizanja.

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- javlja se ne samo prilikom klizanja jedne površine na drugu, 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.