Tudi v šolskih letih, v sedmem ali osmem razredu, se vsak človek seznani z novim konceptom dinamične fizike – trenjem. Vendar pa mnogi, ko dozorijo, pozabijo, kaj je trenje in kako ta sila deluje. Poskusimo razumeti to temo.
Definicija koncepta
Trenje je pojav, ki ima naslednji pomen: ko se dve telesi med seboj dotakneta, se na mestu njunega stika oblikuje posebna interakcija, ki preprečuje, da bi se telesi še naprej gibala drug proti drugemu. Jasno je, da je mogoče izračunati vrednost interakcije teh teles. Sila trenja kvantitativno označuje to interakcijo. Če pride do trenja med togimi telesi (na primer interakcija knjige s knjižno polico ali jabolka z mizo), se ta interakcija imenuje suho trenje.
Razumeti je treba, da je trenje sila, ki ima elektromagnetno naravo. To pomeni, da je vzrok te sile interakcija med delci, ki sestavljajo to ali ono telo.
Kaj je trenje?
Zaradi različnih predmetov, ki obstajajo v našem svetu, lahkougotoviti, da ima vsaka od njih svojo strukturo in ima posamezne lastnosti. To pomeni, da bo interakcija med različnimi predmeti različna. Za pravilno razumevanje bistva in kompetentno rešitev številnih problemov v fiziki je običajno pogojno ločiti tri vrste trenja. Torej, analizirajmo vsakega posebej:
- Prvo trenje je statično trenje, ki nastane, ko ni relativnega premika dveh teles. Njegove primere lahko vidimo povsod, saj sila, ki jo povzroča to trenje, ohranja predmete v ravnovesju. Na primer blago na premikajočem se tekočem traku, žebelj, zabit v steno, ali oseba, ki stoji na tleh.
- Drsno trenje je pogojno drugo trenje. Vrednost drsenja je definirana na naslednji način: ko na telo v ravnotežju deluje sila, ki je večja od sile statičnega trenja, začne delovati sila trenja drsenja in telo se premika.
- In končno, kotalno trenje, ki pojasnjuje interakcijo dveh teles, od katerih se eno kotali čez površino drugega. Razliko v kotalnem in drsnem trenju je razloženo z dejstvom, da se pri vsakem gibanju področja telesa premaknejo po dolžini kontaktne površine in namesto pretrganih medmolekularnih vezi nastanejo nove. In v primeru, ko se kolo kotali brez zdrsa, se molekularne vezi pretrgajo veliko hitreje, ko se odseki koles dvignejo kot pri drsenju. Izkazalo se je, da je sila kotalnega trenja manjša od sile drsenja.
Kje in kako je mogoče uporabiti trenje?
Trenje jenenadomestljiv pojav, brez katerega ne bi mogli početi osnovnih stvari: hoditi, sedeti ali preprosto držati predmetov v rokah. Zato ne podcenjujte pomena trenja. Kot je rekel francoski fizik Guillaume: "Če ne bi bilo trenja, bi bila naša Zemlja brez ene same hrapavosti, bila bi kot kaplja tekočine."
Morda najboljši primer, ki najbolj natančno označuje trenje, je delovanje kolesa. Že v antiki so opazili, da so sile kotalnega trenja veliko manjše od sil drsnega trenja. Nesporne prednosti kotalnega trenja so povzročile, da so ljudje postavljali hlode ali valje za premikanje težkih in kosovnih bremen. Sčasoma so ljudje izboljšali svoje znanje o neverjetnih lastnostih kotalnega trenja, opazovali gibanje predmetov pod vplivom tornih sil in končno izumili kolo! V sodobnem svetu si je nemogoče predstavljati življenja brez teh nenadomestljivih delov, saj so kolesa drugi "motorji" vsakega transporta!
Kako izračunati vrednost sile trenja?
Kot katera koli druga sila ima tudi sila trenja cele vrednosti. Da bi natančno določili, kolikšna sila je potrebna za gibanje ali druge vrste dela, je treba izračunati silo statičnega trenja. Inženirji to običajno počnejo, ko na primer gradijo tovarne ali izumljajo nove naprave. Vendar pa se tudi navadni šolarji soočajo z določenimi nalogami, pri katerih je treba izračunati silo trenja. Torej preštetivrednost, morate uporabiti preprosto formulo: Ftrenje=KN, kjer je k koeficient trenja. Vrednost vseh koeficientov je vedno odvisna od površine predmeta, po katerem se telo giblje ali deluje. "N" v naši formuli pomeni reakcijsko silo podpore na telo. Odvisno je predvsem od mase telesa, ki je v stiku s površino nosilca.
Izračunaj vrednost sile v problemu
Predpostavimo, da je telo z maso m=3 kg na vodoravni deski. Koeficient trenja med leseno desko in telesom je 0,3 Kako najti vrednost sile trenja? Zelo preprosto je, vse kar morate storiti je, da v formulo vključite naše vrednosti. Upoštevati morate le, da je N v tem primeru enak teži telesa (po Newtonovem 3. zakonu). Torej je želena sila (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
