Kinetičko trenje: definicija, koeficijent, formula (s primjerima)

Većina predmeta zapravo nije tako glatka kao što mislite. Na mikroskopskoj razini, čak i naizgled glatke površine doista su krajolik sićušnih brežuljaka i dolina, premali zaista vidjeti, ali napraviti veliku razliku kada je u pitanju izračunavanje relativnog kretanja između dvoje dodirivanja površine.

Te se sitne nepravilnosti na površinama međusobno prepliću, što dovodi do sile trenja koja djeluje suprotan smjer bilo kojem kretanju i mora se izračunati kako bi se odredila neto sila na objekt.

Postoji nekoliko različitih vrsta trenja, alikinetičko trenjeje inače poznat kaotrenje klizanja, dokstatičko trenjeutječe na objektprijepočinje se kretati itrenje kotrljanjaposebno se odnosi na valjanje predmeta poput kotača.

Učenje što znači kinetičko trenje, kako pronaći odgovarajući koeficijent trenja i kako izračunajte, govori vam sve što trebate znati za rješavanje fizičkih problema koji uključuju silu trenje.

Najjednostavnija definicija kinetičkog trenja je: otpor gibanju uzrokovan dodirom površine i predmeta koji se kreću prema njoj. Sila kinetičkog trenja djeluje na

Kinetička fikcijska sila odnosi se samo na objekt koji se kreće (dakle „kinetički“), a inače je poznat kao trenje klizanja. To je sila koja se suprotstavlja kliznom kretanju (guranje kutije preko podnih dasaka), a postoje određenekoeficijenti trenjaza ovu i druge vrste trenja (poput trenja pri kotrljanju).

Druga glavna vrsta trenja između krutina je statičko trenje, a to je otpor gibanju uzrokovan trenjem izmeđujošobjekt i ploha. Thekoeficijent statičkog trenjaje općenito veći od koeficijenta kinetičkog trenja, što ukazuje da je sila trenja slabija za predmete koji su već u pokretu.

Sila trenja najbolje je definirati pomoću jednadžbe. Sila trenja ovisi o koeficijentu trenja za vrstu trenja koja se razmatra i veličini normalne sile koju površina vrši na predmet. Za trenje klizanja sila trenja daje:

GdjeF​_k je sila kinetičkog trenja,μ​_k je koeficijent trenja klizanja (ili kinetičkog trenja) iF​_n je normalna sila jednaka težini predmeta ako problem uključuje vodoravnu površinu i ako ne djeluju druge vertikalne sile (tj.​F​_n = ​mg​, gdjemje masa predmeta igje ubrzanje uslijed gravitacije). Budući da je trenje sila, jedinica sile trenja je njutn (N). Koeficijent kinetičkog trenja je bez jedinice.

Jednadžba statičkog trenja u osnovi je ista, osim što je koeficijent trenja klizanjem zamijenjen koeficijentom statičkog trenja (μ​_s). Ovo se stvarno najbolje smatra maksimalnom vrijednošću, jer se povećava do određene točke, a ako primijenite više sile na objekt, počet će se kretati:

Izrada kinetičke sile trenja izravna je na vodoravnoj površini, ali na nagnutoj površini je malo teža. Na primjer, uzmite stakleni blok masem= 2 kg, gura se preko vodoravne staklene površine,𝜇​_k = 0,4. Kinetičku silu trenja možete lako izračunati pomoću relacijeF​_n = ​mgi napominjući dag= 9,81 m / s²:

Sad zamislite istu situaciju, samo što je površina nagnuta na 20 stupnjeva prema vodoravnoj smjeri. Normalna sila ovisi o komponentitežinaobjekta usmjerenog okomito na površinu, što je dato samgjer (θ), gdjeθje kut nagiba. Imajte na umu damggrijeh (θ) govori vam silu gravitacije koja je vuče niz nagib.

S blokom u pokretu, to daje:

Jednostavnim eksperimentom također možete izračunati koeficijent statičkog trenja. Zamislite da pokušavate početi gurati ili vući blok drva od 5 kg preko betona. Ako zabilježite primijenjenu silu u točno određenom trenutku kad se kutija počne kretati, možete preurediti jednadžbu statičkog trenja kako biste pronašli odgovarajući koeficijent trenja za drvo i kamen. Ako je za pomicanje bloka potrebno 30 N sile, tada je maksimum zaF​_s = 30 N, dakle:

Ponovno se dogovara o:

Dakle, koeficijent je oko 0,61.