Razlog zaustavljanja je sila koja se javlja između knjige i stola, a naziva se sila trenja ili samo trenje. Trenje je posljedica hemijskog međudjelovanja materijala koji su u dodiru. Iznos sile trenja ne ovisi neposredno o veličini dodirne površine, nego samo o hemijskom sastavu i obradi (hrapavosti) ploha. Trenje dodirnih ploha iskazuje se faktorom trenja koji se označava grčkim slovom μ i određuje se eksperimentalno.
Sila trenja je usmjerena suprotno od sile koja pokreće tijelo i nastoji ga zaustaviti. Oznaka za silu trenja je Ftr, a mjerna jedinica je njutn (N).
Kako su raspoređene sile kada vučemo neko tijelo?
Sila kojom povlačimo tijelo naziva se vučna sila. Sila kojom tijelo pritišće podlogu je težina tog tijela. Sila trenja je sila koja djeluje u smjeru suprotnome od smjera vučne sile.
Veoma je važno zapamtiti sljedeće:
• Razlikujemo statičko i dinamičko trenje klizanja. Statičko trenje klizanja je veće od dinamičkog trenja klizanja. Zbog toga da bi čovjek pomakao neki veliki teret mora uložiti veliku silu da bi ga pomakao. Kad se taj teret pokrene sila kojom čovjek treba djelovati je mnogo manja.
• Trenje ne ovisi o veličini dodirnih ploha.
• Trenje ovisi o težini. Povećanjem težine povećava se i trenje.
• Trenje ovisi o vrsti podloge. Što je podloga hrapavija to je trenje veće. Kada u zimsko vrijeme hodamo po cesti, ako nema leda nemamo problema. Trenje je dovoljno veliko da bi nam omogučilo normalno hodanje. No ako stanemo na led, trenje se višestruko smanjuje i tada se poskliznemo.
• Trenje je manje od težine. Recimo da trebamo maknuti neki ormar velike mase, a samim time i velike težine. Lakše nam ga je pogurati, nego podignuti.
• Trenje kotrljanja je manje od trenja klizanja. Da je trenje kotrljanja manje od trenja klizanja znali su još i stari Egipćani i svoje znanje primjenjivali pri prijenosu kamenih blokova pod koje su postavljali valjke od balvana.
• Sila trenja direktno zavisi od sile normalnog pritiska tijela na podlogu (reakcije podloge).
Ftr = μ · Fn = μ · N
μ – koeficijent trenja, N – reakcija podloge
Šta je reakcija podloge (N)?
– Prisjetimo se Trećeg Njutnovog zakona (Akcija i Reakcija)
Reakcija podloge je sila kojom podloga djeluje na tijelo verikalno uvis i protivi se propadanju tijela kroz podlogu. Ako tijelo, usljed gravitacionog privlačenja vrši pritisak na podlogu, onda i podloga, shodno zakonu akcije i reakcije, povratno djeluje na tijelo silom istog intenziteta ali suprotnog smjera. Dakle normalni pritisak tijela na podlogu Fn je akcija, a N reakcija. Ove sile su uvijek jednake po intenzitetu.
________________________________________
Na kraju evo jednog tipičnog primjera rješavanja zadatka sa trenjem.
Automobil mase 800 kg startuje sa stalnim ubrzanjem 0,6 m/s2 krećući se duž ravnog horizontalnog puta. Koeficijent trenja između točkova i asfalta je 0,04. Kolikom vučnom silom motor pokreće automobil?
Rješenje:
Na automobil u toku kretanja djeluju četiri sile:
Fv – vučna sila motora automobila,
Ftr – sila trenja,
N – reakcija podloge
Fg – sila Zemljine teže (gravitacije)
– u vertikalnom pravcu automobil se ne pomjera, tako da rezultanta vertikalnih sila mora biti jednaka nuli. Tako dobijamo
Rv = N – Fg = 0 ; odnosno:
N = F∙g = m∙g = 800 kg∙10 m/s2 = 8000 N,
dakle N i Fg ne utiču na kretanje automobila!
– u horizontalnom pravcu automobil se kreće ravnomjerno ubrzano. Proizvod mase i ubrzanja tada mora biti jednak rezultanti sila koje djeluju u horizontalnom pravcu ( Drugi Njutnov zakon!). Dakle:
m ∙ a = Fv – Ftr
Da bismo pomoću gornje formule izračunali vučnu silu potrebno je prvo odrediti silu trenja. Prema definiciji intenzitet sile trenja jednak je:
Ftr = μ ∙ N = 0,04 ∙ 8000 N = 320 N
nakon čega za vučnu silu motora automobila dobijamo:
Fv = m ∙ a + Ftr = 800 kg ∙ 0,6 m/s2 + 320 N = 800 N
