Primeri sil trenja: opredelitev, formule, izvor, vrste, prednosti
Pozdravljeni indonezijski študentje, ponovno se srečajte z gurujem Pendidikan.com. Prej smo govorili o gravitaciji in ob tej priložnosti bomo v celoti razpravljali o trenju. Zato si oglejmo spodnja mnenja.
Opredelitev trenja
Trenje je sila, ki je usmerjena proti gibanju predmeta ali smeri nagnjenosti predmeta k gibanju. Do trenja pride, ko se dva predmeta dotakneta. Predmeti, omenjeni tukaj, ne smejo biti trdni, lahko pa so tudi v obliki tekočine ali plina.
Po Newtonovem prvem zakonu na leseni blok, ki leži na mizi, deluje normalna sila v nasprotni smeri gravitacije. Če je smer gibanja predmeta vodoravna, je velikost normalne sile (N) enaka teži predmeta (w).
Preberite tudi: Formula sile fizike
Ko blok lesa potegne vrvica, je potrebna določena sila. To je posledica sile trenja med površino bloka in površino mize, ki je nasprotna smeri gibanja bloka.
Na velikost sile trenja vplivajo teža predmeta in hrapavost stičnih površin. Za gladko površino je učinek sile trenja zelo majhen, lahko celo rečemo, da ne obstaja.
Torna sila (Fg), ki se pojavi, ko se objekt ne premika, se imenuje statična torna sila (Fs). Medtem ko se sila trenja, ki nastane po premikanju predmeta, imenuje kinetična sila trenja (Fk).
Ko se leseni blok potegne, vzmetna tehtnica postopoma pokaže vse večje število. To se zgodi, ker ima statična sila trenja število, ki se spreminja od nič do določene največje vrednosti. Največje število dosežemo tik preden se leseni blok premakne. To število se imenuje največja statična sila trenja.
Povlecite formo sile
Za statično trenje enačba
Fs = s N
Informacije:
Fs = statična sila trenja
s = koeficient statičnega trenja
N = normalna sila
Za kinetično silo trenja enačba
Fk = k N
Informacije:
Fk = kinetična sila trenja
k = koeficient kinetičnega trenja
N = normalna sila
k Fg = Fs ali Fk
Velikost koeficienta kinetičnega trenja je konstantna
Preberite tudi: Razumevanje in formule elektromotornih sil skupaj s popolnimi primeri problemov
Izvor Swipe Style
Trenje je kopičenje mikro interakcij med obema površinama, ki sta v medsebojnem stiku. Delujoče sile vključujejo elektrostatične sile na vsaki površini. Včasih so verjeli, da bi gladka površina povzročila trenje (ali natančneje koeficient trenja) postanejo manj dragocene kot hrapava površina, danes pa ne več tako. Mikro konstrukcija (natančneje nano) na površini predmetov lahko povzroči, da je trenje minimalno, tudi tekočina ga ne more več zmočiti (lotusov učinek).
Na splošno lahko silo trenja zapišemo kot serijsko razširitev, tj
kjer je prvi člen sila trenja, znana kot statično in kinetično trenje, medtem ko sta drugi in tretji člen sila trenja na predmetu v tekočini.
Vrste trenja
Obstajata dve vrsti trenja med dvema trdnima predmetoma, ki se premikata po premici, in sicer statično trenje in sila kinetično trenje, ki se razlikuje med stičnimi točkami med dvema fiksnima ali izmeničnima površinama (premik). Za predmete, ki se lahko kotalijo, obstaja tudi druga vrsta trenja, ki se imenuje kotalno trenje. Pri predmetih, ki se vrtijo pravokotno na površino ali se vrtijo, obstaja tudi sila trenja centrifuge. Torna sila med trdno snovjo in tekočino je znana kot Coriolis-Stokesova sila ali viskozna sila.
1. Statični povlecite slog
Statično trenje je trenje med dvema trdnima predmetoma, ki se ne premikata med seboj. Na primer statično trenje lahko prepreči drsenje predmeta po nagnjeni ravnini. Koeficient statičnega trenja je na splošno označen s in je na splošno večji od koeficienta kinetičnega trenja.
Statično trenje je posledica sile, ki deluje tik pred premikanjem predmeta. Največja sila trenja med dvema površinama, preden pride do gibanja, je zmnožek koeficienta statičnega trenja, pomnoženega z normalna sila f = s Fn. Ko se gibanje ne zgodi, ima lahko sila trenja vrednost od nič do sile trenja največ. Vsaki sili, ki je manjša od največje sile trenja, ki poskuša premakniti en predmet, bo preprečila sila trenja, ki je enaka po velikosti, a v smeri nasprotna. Vsaka sila, večja od največje sile trenja, bo povzročila gibanje. Ko pride do gibanja, statične sile trenja ni več mogoče uporabiti za opis kinetike predmeta, zato se uporablja kinetično trenje.
Preberite tudi: Razumevanje in Lorentzove formule sil skupaj s popolnimi primeri
2. Kinetično trenje
Kinetično (ali dinamično) trenje se pojavi, ko se dva predmeta premikata sorazmerno in se drgneta drug ob drugega. Koeficient kinetičnega trenja je na splošno označen s k in je običajno vedno manjši od statične sile trenja za isti material.
Kaj se bo zgodilo, če bomo hodili po spolzkih tleh? Zakaj težko hodimo po spolzkih tleh? Ta težava je povezana s silo trenja.
Trenje ali torna sila je sila, ki jo povzročata dve površini, ki sta med seboj v stiku. Drsna tla nam otežujejo hojo po njih, ker je trenje med nogami in tlemi zelo majhno.
Prednosti trenja v vsakdanjem življenju
Nekatere prednosti trenja, s katerimi se lahko srečujemo v vsakdanjem življenju, so:
Pomagajte objektom, da se premikajo brez zdrsa
Po tleh lahko hodimo zaradi trenja med čevlji in tlemi, ki nam preprečuje zdrs med hojo. Poleg tega je asfaltna površina avtoceste nekoliko groba. To je zato, da avtomobil med vožnjo po njem ne zdrsne. Zaradi trenja med gumami in asfaltom se avtomobil premika brez zdrsa.
Ustavite premikajoči se predmet
Kaj bi se zgodilo, če motocikel, na katerem ste se vozili, ni imel zavor? Načelo delovanja zavor je držanje ali zaustavitev vozila. Tako da lahko vozilo zmanjša svojo hitrost in se celo ustavi na želenem mestu. Če voznik avtomobila na primer stopi na zavorni pedal. Torej se hkrati zavorna obloga drgne ob kolo, da zadrži ali ustavi vrtenje kolesa. Trenje med zavornimi ploščicami in kolesi je zelo pomembno, zlasti za varnost vožnje.
Trenje med kolesi motornega vozila in cesto.
S trenjem lahko hitrost avtomobila pospešimo ali upočasnimo, tako da se lahko avtomobil premika ali ustavi.
Trenje padala z zrakom, ki lahko upočasni padec.
Povečajte in zmanjšajte silo trenja
Torno silo lahko povečamo ali zmanjšamo glede na njen namen. V vsakdanjem življenju se srečujemo z različnimi načini za zmanjšanje ali povečanje trenja, vključno z naslednjimi:
1. Kako zmanjšati silo trenja
- Glajenje površine, na primer z mazanjem ali brušenjem površine.
- Ločevanje obeh površin v stiku z zrakom, na primer ladja, katere dno je boja, napolnjena z zrakom.
- Postavitev predmetov na kolesa, da se bodo predmeti lažje premikali.
- Če dajo kroglične ležaje, imajo osi kroglične ležaje, tako da se ne obrabijo hitro.
2. Kako povečati silo trenja
- Nameščanje gume, žebljev ali čepov.
- Narezi so narejeni na primer na površini koles in podstavkov čevljev, narejeni so tudi utori, ki povečajo silo trenja, tako da vozilo ne zdrsne zlahka.
Preberite tudi: Razumevanje vzgona in Arhimedov princip Prinsip
Primer problema trenja
Predmet z maso 50 kg je na vodoravni ravnini. Na objekt deluje vodoravno sila 200 N. Kakšen je pospešek predmeta Če
a. spolzko polje ;?
b. hrapava površina s koeficientom trenja = 0,3 (g = 10 m / s2)?
Diskusija
Je znan:
m = 50 kg
μ = 0,3
F = 200 N
g = 10 m / s2
Na vprašanje:
a. pospešek predmeta, če je površina gladka =…?
b. pospešek predmeta, če je hrapava površina (μ = 0,3) =…?
Odgovor:
a. spolzko polje
F = m a nato a = F / m
= 200/50
= 4 m / s
Torej, pospešek, če je površina gladka = 4 m / s2.
b. Groba ravnina (μ = 0,3)
N = w
= mg
= 50 x 10 = 500 N
Trenje = N
= 0,3 x 500
= 150 N
Ftotal = F - Trenje
= 200 – 150
= 50 N
a = vsota / m
= 50/50
= 1 m / s
Torej,pospešek, če je hrapava površina = 1 m / s2.
Bibliografija :
- Abdullah, Mikrajuddin. 2007. Fizika 2 A za SMA in MA. Bandung: Esis.
- Foster, Bob. 2000. 1. razred gimnazije fizika. Bandung: Erlangga.
- Halliday Resnick, Walker. 1991. Osnove fizike 1. zvezek. Tangerang: Binapura Aksara.
- Kanginan, Marthen. 2007. Fizika za srednješolski razred X. Cimahi: Erlangga.
- Ruwanto, Bambang. 2007. Načela fizike. Yogyakarta: Yudhisthira.
- Supriyanto. 2007. Fizika za gimnazijski razred XI. Džakarta: Phibeta.
- Zamrozi, et al. 2003. Referenca lekcije iz fizike. Yogyakarta: Yudhisthira.