Trenje

Trenje je sila koja se suprostavlja relativnom kretanju, ili tendencija prema takvom kretanju, dviju površine koje se dodiruju. To nije fundamentalna sila, jer je čine elektromagnetne sile između atoma. Kada se površine, koje su u kontaktu, kreću relativno u suprotnim smjerovima, trenje između ta dva objekta pretvara kinetičku energiju u termalnu energiju, tj. u toplotu. Trenje između čvrstih tijela i fluida (gasovi ili tečnosti) se naziva otpor sredstva. Trenje u elektroničnim krugovima se zove električni otpor. Suprotno popularnom mišljenju, trenje klizanja nije uzrokovano grubošću površine, već hemijskim vezanjem između površina - prijanjanjem dvaju površina jedna o drugu.

Klasična aproksimacija

Klasična aproksimacija sile trenja između dva čvrsta tijela je poznato kao Coulombovo trenje, koje je dobilo naziv po Charles-Augustin de Coulombu. Jednačina glasi:

$F_{f}\leq \mu N\,$,

gdje je:

$\mu$ koeficijent trenja, koje je empirijsko svojstvo materijala u kontaktu,

$N$ normalna sila, koja je okomita na površina u kontaktu , te

$F_{f}$ sila trenja, ili, u slučaju ravnoteže, maksimalna vrijednost sile trenja.

Za površine u relativnom kretanju, $\mu$ je koeficijent kinetičkog trenja (pogledajte ispod), Coulombovo trenje (čitaj: Kulonovo) jeste jednako $F_{f}$, a sila trenja je usmjerena suprotno od smijera kretanja jedne površine u odnosu na drugu (pri računanju trenja između dvije slobodne površine koje se kreću jedna preko druge, jedna od njih se uvijek izbacuje i zamjenjuje odgovarajućim reakcijama).

Za površine u mirovanju, $\mu$ je koeficijent statičkog trenja (koje je najčešće veće od kinetičkog), Coulombovo trenje može poprimiti bilo koju vrijednost od nule do $F_{f}$, a smijer sile trenja je suprotan od smijera kojim bi se tijelo kretalo, da nije u ravnoteži.

Koeficijent trenja

Glavni članak: Koeficijent trenja

Koeficijent trenja je bezdimenzionalna skalarna vrijednost koja opisuje odnos sile trenja između dva tijela i sile koja ih spaja ili čuva spojene. Ovaj koeficijent zavisi od materijala od kojeg su predmeti napravljeni. Vrijednost koeficijenta trenja se kreće u rasponu od nule pa do jedan (0-1).

Vrste trenja

Statičko trenje

Sila trenja mirovanja (ili statičkog trenja) jednaka je po intenzitetu i pravcu, a suprotna po smijeru, ukupnoj spoljašnjoj sili koja djeluje na tijelo u pravcu paralelnom podlozi.

Fmax=M*N

M-koef. st. trenja N-normalna sila

Kinetičko trenje

Primjeri kinetičkog trenja:

• Trenje klizanja
• Trenje fluida
• Otpor

Smanjenje trenja

Energija trenja

Po zakonu o očuvanju energije, energija se ne uništava pri trenju, iako ima gubitaka u sistemu trenja. Energija se transformiše iz drugih oblika u toplotu.

Kada se neki predmet gurne uz površinu, količina energije koja se pretvori u toplotu se dobija na slijedeći način:

$E=\mu _{k}\int N(x)dx\,$

gdje je:

N normalna sila,

μ_k koeficijent kinetičkog trenja,

x koordinata duž koje se predmet kreće.

Također pogledajte

• Sudar
• Konus trenja
• Zakoni kretanja
• Trenje kotrljanja
• Tribologija
• Trakcija (inženjerstvo)

Reference

• Tipler, Paul (1998). Physics for Scientists and Engineers: Vol. 1 (4th ed. izd.). W. H. Freeman. ISBN 1-57259-492-6.

Vanjski linkovi

• Coefficients of Friction - tabele sa koeficijentima
• Physclips: Mehanika sa animacijama i video klipovima

Nedovršeni članak Trenje koji govori o fizici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.