SILE TRENJA I SILE OTPORA SREDINE

SILE TRENJA I SILE OTPORA SREDINE

HVALA NA PAŽNJI!

ŠIBICA I SILA TRENJA?

NEODVOJIVE SVESKE

KOJI NOVČIĆ JE BRŽI?

• potreban materijal: šibica, materijal sa hrapavom površinom (šmirgla,...)
• izvođenje eksperimenta: uzmemo šibicu i povučemo je na hrapavoj površini. Šibica će se zapaliti.
• objašnjenje: trenjem šibice na hrapavoj površini glava šibice se zagreje na temperaturu potrebnu za zapaljenje smeše.
• napomena: zbog bezbednosti danas proizvode takve šibice, koje možemo zapaliti samo tako, što ih povučemo na strani svoje kutije, pa eksperiment ne možemo izvesti sa bilo kakvim materijalom.

• potreban materijal: dve sveske
• izvođenje eksperimenta: dve sveske stavimo jednu pored drugu i listamo ih tako što prvo stavimo jedan list prve sveske pa na nju stavimo list druge sveske itd dok sveske potpuno ne "spojimo". Posle pokušamo da ih razdvojimo tako što vučemo jednu svesku na jednu a drugu na drugu stranu. Videt ćemo da ne možemo ih razdvojiti
• objašnjenje: kako mi savijamo listove sveske jedan na drugi, između svakih od njih se javlja sila trenja u momentu kada vršimo silu da bi ih razdvojili. Pošto smo spojili puno lista, sila trenja je jako velika

PREHLAĐENA ŠTIPALJKA

• potreban materijal: podloga, dva novčića, kap ulja
• izvođenje eksperimenta: držimo podlogu da služi kao strma ravan. Jedan novčić namažemo uljem. Stavimo oba novčića na vrh podloge i pustimo ih da klize niz strmu ravan. Namažen novčić stigne brže do kraja podloge.
• objašnjenje: neki tečnosti se mogu koristiti za podmazivanje, što smanjuje silu trenja između dve površine. Zato deluje manja sila trenja na novčić sa uljem, pa je on brži od drugog. Podmazivanjem suvo trenje se može pretvoriti u viskozno trenje.

STATIČKO ILI DINAMIČKO TRENJE?

• potreban materjal: živin termometar, štipaljka
• izvođenje eksperimenta: pričvrstimo štipaljku na termometar na onom kraju, gde se nalazi posuda sa živom. Rukom obrtamo štipaljku oko staklenog valjka termometra oko 40-50 puta. Termometar će pokazati nekoliko stepeni višu temperaturu nego u početnom trenutku.
• objašnje: štipaljka čvrsto dodiruje staklo termometra u toku obrtanja. Između dva tela nastaje sila trenja klizanja, čiji rad se pretvara u toplotu.
• napomena: možemo eksperimentisati tako da više puta izvodimo eksperiment i svaki put pravimo različiti broj krugova oko termometra, ili da termometar stavimo u uži deo štipaljke, kada štipaljka jače drži termometar.

• potreban materijal: daska, knjiga
• izvođenje eksperimenta: držimo dasku tako da zaklapa neki ugao sa stolom. Stavimo knjigu na dasku i rukom dajemo knjizi neku pocetnu brzinu. Knjiga ce klizati dole. Ako knjigu stavimo opet na dasku (daska stoji pod istim uglom) bez pocetne brzine nece klizati. Da bi knjiga mogla ovako klizati do donjeg dela daske moramo povecati ugao između daske i stola.
• objašnjenje: kada je knjiga u kretanju, na njega deluje sila dinamičkog trenja. Pošto je sila statičkog trenja veća od sile dinamičkog trenja, kada je daska pod istim uglom, knjiga iz stanja mirovanja neće početi da klizi, zato moramo povećati ugao "strmu ravni".

SILA TRENJA

• sila koja se suprostavlja relativnom kretanju dveju površine koje se dodiruju
• javlja se u dodirnim tačkama tela
• intenzitet joj zavisi od više faktora:
• priroda tela i njihovo agregatno stanje
• uglačanost površina dodira;
• sila kohezije i athezije dodirujućih tela itd
• uvek je usmerena suprotno od kretanja tela ili smera u kom aktivna sila teži da pokrene telo
• različita za dodir dva čvrsta tela i za dodir čvrstog tela sa tečnošću ili gasom

SILA SUVOG TRENJA

SILA VISKOZNOG TRENJA - OTPOR SREDINE

DINAMIČKO TRENJE

TRENJE KOTRLJANJA

• trenje između dva čvrsta tela
• javlja se u dva slučaja:
• uzajamno delovanja između dva tela se suprotstavlja pokretanju - statičko trenje
• kretanje jednog tela po površini drugog tela- dinamičko trenje
• u zavisnosti od toga da li se jedno telo kliže ili kotrlja po površini drugog tela:
• trenje klizanja
• trenje kotrljanja
• Kada se površine kreću relativno u suprotnim smerovima - kinetička energija -> toplota

ZAKON ODRŽANJA ENERGIJE

• kod vozila i drugih mašina sa točkovima i obrtnim delovima - kuglični ležaj
• čisto kotrljanje je bez klizanja:
• tačka točka najbliža površini po kojoj se kotrlja miruje u odnosu na površinu
• klizanje - neravnine jednog tela zadiru u neravnine drugog tela <-> kotrljanje - tela se samo dodiruju

STATIČKO TRENJE

DINAMIČKO TRENJE

TRENJE KLIZANJA

• u slučaju dodira čvrstog tela sa fluidom ili između slojeva fluida
• unutrašnje trenje između susednih molekulskih slojeva u relativnom kretanju
• između slojeva fluida važi Njutnov zakon viskoznosti:

F =η• Δv/Δx• S

S je dodirna površina slojeva tečnosti, Δv/Δx je promena brzine slojeva Δv koji se nalaze na rastojanju Δx, a η je koeficijent viskoznosti (Pa•s)

• neko telo sfernog oblika se kreće kroz fluid-sila otpora sredine Fs - Stoksov zakon:

Fs = 6•π ∙η• r• v

• kada je F=0 , oba tela su u statičkoj ravnoteži pod dejstvom sila N i Fg
• Kulonova aproksimacija:

Ft ≤ μs ∙ N;

gde je Ft sila trenja (sprečava tela da se međusobno kreću), N je normalna sila – sila otpora podloge, a μs je koeficijent trenja

• Ft je granična vrednost sile trenja iznad koje međusobno kretanje tela više nije sprečen - Ft(max) = -Fo

• kada je F > Fo telo 1 klizaće ubrzano i važi : Ft = µk∙N
• kada telo postigne v=const -intenzitet vučne sile F je manji nego u mirovanju - intenzitet sile trenja kretanja manji od intenziteta sile trenja mirovanja - µs > µk
• ako je F > Ft - ubrzano kretanje
• F < Ft usporeno kretanje

KAKO JE KONZERVA BRŽA?

KLIZANJE NA STRMOJ RAVNI

• Fa = m∙g• sinα
• Fn = m∙g ∙ cosα
• Ft = μ∙N = μ• m∙g ∙ cosα
• μ = Ft/Fn = tgα
• m∙a = m∙g∙sinα − µ∙m∙g∙cosα
• a = g ∙ (sinα − µ cosα )

KOJI PREDMET SE DRŽI JAČE?

• potreban materijal: daska, konzerva
• izvođenje eksperimenta: postavimo ili držimo dasku tako da obrazuje strmu ravan. Stavimo konzervu na dasku uspravno. Ona će sa određenom brzinom klizati niz strmu ravan. Ako sada konzervu stavimo na dasku u horizontalni položaj, ona će početi da kotrlja niz strmu ravan sa većom brzinom nego u prethodnom slučaju.
• objašnjenje: sila trenja kotrljanja je manja od sile trenja klizanja, zato stigne konzerva kotrljajući brže do kraja daske

• potreban materijal: daska, sunđer, gumica, novčić ...(tela sa različitim površinama)
• izvođenje eksperimenta: dasku držimo nagnuto u odnosu na sto. Na vrh daske postavimo predmete i polako dižemo dasku, odnosno povećavamo ugao daske u odnosu na sto. Neki predmeti odmah počnu klizati prema stolu, drugi dugo ostaju nepomični pa samo kasnije počnu klizati
• objašnjenje: svaki par materijala imaju za njih određeni koeficijent trenja. Predmeti čiji je koeficijent manji, oni prvi počnu klizati
• napomena: ako stavimo na sto na pr. dasku i pored njega neki drugi materijal sa različitom površinom na pr. sunđer. Uzmemo neko telo, vežemo je na dinamometar i povučemo je na oba materijala. Primetićemo da dinamometar pokazuje različite vrednosti sila u zavisnosti od materijala, pošto svaki materijal ima svoj koeficijent trenja.

Karmen Kovač

852/10