1. Дефиниција на сила на триење
Триењето е отпор што дејствува помеѓу површините на предметите што се допираат едни со други. Во оваа тема, силата на триење што се изучува е поврзана со силата на триење што дејствува помеѓу две површини на цврсто тело што се допираат. Како што се триење помеѓу основата на гредата и површината на подот, триење помеѓу основата на чевлата и површината на подот, триење помеѓу тркалата на автомобилот и површината на патот.
Силата на триење секогаш дејствува на површината на цврстите предмети што се допираат еден со друг, иако предметите се многу мазни. Дури и мазните површини се всушност многу груби на микроскопско ниво. Кога предметот се движи, овие микроскопски гребени се мешаат во движењето. На атомско ниво, испакнатина на површината предизвикува атомите да бидат многу блиску до други површини, така што електричните сили меѓу атомите можат да формираат хемиски врски, како соединување меѓу две површини на предмет што се движи. Кога предметот се движи, на пример кога ќе туркате книга на површината на масата, движењето на книгата доживува пречки и конечно запира. Ова се должи на формирањето и ослободувањето на врската.
Ако површината на еден предмет се трие од површината на друг предмет, секој од овие предмети дејствува на триење меѓу себе. Силата на триење на подвижниот предмет е секогаш во спротивна насока од насоката на движење на предметот. Покрај тоа што го спречува движењето на предметите, триењето може да предизвика абење и оштетување. Ова можеме да го забележиме на моторот на возилото. На пример, кога снабдуваме масло за подмачкување на моторот на мотоцикл, всушност сакаме да ја намалиме силата на триење што се јавува во моторот. Ако не се додаде масло за подмачкување, моторот на нашето возило брзо се оштетува. Овој пример е една од загубите предизвикани од триење.
2. Видови на сили на триење
Постојат два вида на сили на триење, имено силата на статичко триење (fs ) и силата на кинетичко триење (fk ) . Статичката сила на триење дејствува кога предметот не се поместил, додека кинетичката сила на триење дејствува кога предметот се движи. Ако туркате маса, но масата не се поместила, тогаш силата на триење што дејствува на масата што е во мирување е статичка сила на триење. Обратно, кога масата се движи, силата на триење што дејствува на масата е кинетичко триење. Ако подвижната маса не се турка секогаш, масата ќе застане откако ќе се помести некое време. Масата застанува поради кинетичката сила на триење што го блокира движењето на масата.
Дали некогаш сте се лизнале кога стапнувате на нешто мазно? Кога се лизгате, силата на триење што дејствува помеѓу основата на чевлата или дното на сандалата со мазна површина е кинетичко триење. Овој проблем е сличен на оној кога мотоцикл или автомобил се движи по влажна и мазна површина на патот, сопирајќи додека тркалото не се лизне. Кога тркалата се лизгаат, силата на триење што дејствува на површината на тркалото и површината на патот е кинетичка сила на триење. Обратно, кога одите, силата на триење што дејствува помеѓу основата на чевлата или дното на сандалите и површината на подот е статичка сила на триење. Слично на тоа, кога тркалата не се лизгаат, силата на триење што дејствува на површината на тркалото и патот е статичко триење.
2.1 Статичка сила на триење
Статичката сила на триење е сила на триење што дејствува на површината на предметите што се допираат еден со друг кога предметите сè уште не се поместиле.
Слика 1 прикажува предмет кој сè уште е на површината на рамна рамнина. Ако предметот сè уште не се поместил, тогаш статичката сила на триење (fs) е помала од силата на влечење (F). Ако продолжи да се влече, тогаш предметот ќе се движи. Кога ќе се движи десниот предмет, големината на статичката сила на триење (fs) е еднакво на големината на силата на влечење (F).
Првиот Њутнов закон вели дека телата се во мирување ако вкупната сила (резултантната сила) е нула.
ΣF y = 0 (Објектот мирува и не се движи во вертикална насока)
N – w = 0
N = w (1.2)
Заменете го N во равенката 1.1 со N во равенката 1.2
f s = μ s w
f s = μ s mg (1.3)
fs = статичко триење (N), μs = коефициент на статичко триење, N = нормална сила (N), w = гравитација (N), m = маса (kg), g = забрзување на гравитацијата (m/ s² )
Ако сакате да го одредите коефициентот на статичко триење, тогаш користете ја равенката 1.1 б
Σf x = 0 (Објектот мирува и не се движи во хоризонтална насока)
F – f s = 0
F = f s (1.4)
Кога предметот ќе почне да се движи, максималната статичка сила на триење е еднаква на големината на силата на туркање или влечење.
2.2 Кинетичка сила на триење
Кинетичката сила на триење е силата на триење што дејствува на површината на предметите што се допираат еден со друг кога некој предмет се движи.
Ако сакате да го одредите коефициентот на кинетичко триење (μ k ), користете ја равенката 1.5 b
Слика 2 прикажува предмет што се влече редовно, така што предметот се движи со константна брзина. Кога се движи со константна брзина, големината на кинетичката сила на триење (fk) е еднаква на големината на силата на влечење (F).
Првиот Њутнов закон вели дека едно тело се движи со константна брзина ако вкупната сила (резултантната сила) е нула.
ΣF x = 0 (објектите се движат со константна брзина во хоризонтална насока)
F – f k = 0
F = f k (1.6)
Пример за проблем 1:
Студент влече греда со маса од 1 кг која се наоѓа на површината на масата користејќи динамометар (уред за мерење на сила). Кога гредата ќе се движи, динамометарот го покажува бројот 2 N. Ако забрзувањето на гравитацијата = 10 m/s² , одреди (а) големината на силата на статичко триење (б) коефициентот на статичко триење
решение:
Познати : m = 1 kg, F = 2 N, g = 10 m/s² , w = mg = 10 N
(а) f s
Кога гредата ќе се движи, големината на статичката сила на триење = големината на силата на влечење (спореди ја равенката 1.4). Значи, f s = F = 2 N.
(б) μ s
f s = μ s w
2 N = (μ s )(10 N)
μ s = 2 N / 10 N = 0.2
Пример за проблем 2:
Греда со маса од 1 кг, која се наоѓа над површината на масата, се влече редовно, така што гредата се движи со константна брзина. Кога гредата се движи со константна брзина, динамометарот го покажува бројот 1 N. Ако забрзувањето на гравитацијата = 10 m/s 2 , одредете (а) големината на кинетичката сила на триење (б) коефициентот на кинетичко триење
решение:
Познати: m = 1 kg, g = 10 m/s² , F = 1 N, w = mg = 10 N
(а) f k
Кога гредата се движи редовно или се движи со константна брзина, големината на кинетичката сила на триење = големината на силата на влечење (спореди ја равенката 1.6).
Значи f k = F = 1 N
(б) μ k
f k = μ k w
1 N = (μ k )(10 N)
μ k = 1 N / 10 N = 0.1
