STRUKE:

trenje

trenje (sila trenja) (znak Ft ili T) sila kojom se površina na kojoj tijelo miruje ili po kojoj se giba opire gibanju ili otpor sredstva kroz koje se tijelo giba, usmjerena je u suprotnom smjeru od sile koja uzrokuje gibanje. Trenje je posljedica kemijskog i mehaničkog međudjelovanja tvari u dodiru (tarnog para), tj. ovisi o kemijskom sastavu i hrapavosti dodirnih površina. Razlikuju se trenje mirovanja (statičko trenje) i trenje gibanja (kinematičko trenje), koje može biti trenje klizanja, trenje kotrljanja i otpor fluida gibanju čvrstih tijela. Smjer trenja mirovanja suprotan je smjeru djelovanja zbroja vanjskih sila na tijelo, a smjer trenja gibanja tijela suprotan je smjeru brzine. Mjerna je jedinica trenja njutn (N).

Trenje mirovanja otpor je početku gibanja tijela. Iskustvo pokazuje da je sila potrebna za održavanje gibanja manja od sile potrebne za pokretanje tijela i da je trenje najveće neposredno prije početka gibanja. Zbog toga je npr. zaustavni put automobila kraći ako kotači nisu do kraja »blokirani«. (→ abs)

Trenje klizanja razmjerno je komponenti sile kojom tijelo djeluje okomito na podlogu, tj. sili kojom jedna površina pritišće drugu: Ftμ Fn, gdje je Fn normalna reakcija podloge, μ faktor trenja. Sila koja podržava klizanje nekoga tijela jednolikom brzinom iznosom je jednaka sili trenja, ali suprotnoga je smjera. Ako na tijelo koje se giba ne djeluje sila u smjeru njegova gibanja, tijelo će se zbog trenja nakon nekog vremena zaustaviti. Što je trenje veće, zaustavljanje je brže. Trenjem kinetička energija tijela prelazi u toplinu. Taj se učinak može i iskoristiti, npr. glavica šibice trenjem se može zagrijati na temperaturu potrebnu da se smjesa zapali.

Trenje kotrljanja nastaje pri kotrljanju cilindričnog ili sfernog tijela. Razmjerno je opiranju tijela i podloge elastičnim i plastičnim deformacijama koje se pojavljuju pri takvu gibanju. Manje je od trenja klizanja. Faktor trenja kotrljanja npr. čelika na čeliku iznosi 0,002 do 0,004, tj. oko sto puta je manji nego faktor trenja klizanja za isti materijal.

Otpor fluida gibanju čvrstog tijela ovisi o gustoći i viskoznosti fluida, o obliku tijela i njegovu položaju u struji fluida, hrapavosti njegove površine, a razmjeran je ploštini tijela okomitoj na smjer gibanja. Otpor plinova pri malim relativnim brzinama razmjeran je brzini, a pri velikim brzinama kvadratu brzine, otpor tekućina razmjeran je kvadratu i višim potencijama brzine. Otpor fluida najčešće se izračunava prema jednadžbi: R = CwPρv²/2, gdje je Cw faktor otpora, koji ovisi o glatkoći površina i o obliku, dimenzijama i položaju tijela u struji fluida (manji faktor otpora imaju tijela aerodinamičnog oblika), P ploština tijela okomita na smjer gibanja, ρ gustoća fluida, v brzina gibanja tijela. Primjerice, akceleracija tijela koje slobodno pada kroz fluid pod utjecajem sile teže se s povećanjem brzine smanjuje i pri nekoj brzini, kada se otpor fluida izjednači sa silom teže, postaje jednaka nuli te se tijelo dalje giba jednoliko. Tako npr. prije otvaranja padobrana padobranac može postići brzinu do 270 km/h. (→ zračni otpor)

Trenje u atmosferi djelovanje je tangencijalne sile između slojeva koji se kreću različitim brzinama; nastaje zbog turbulentnoga gibanja zraka i ovisi o utjecaju neravne podloge tla na strujanje zraka. Trenje koje nastaje gibanjem molekula zraka, tj. molekula dušika i kisika (viskoznost zraka), može se, u usporedbi s turbulentnim trenjem, potpuno zanemariti. Zbog trenja vjetar ne puše usporedno s izobarama, nego ih siječe; pritom na Sjevernoj polutki ostaje niski tlak zraka lijevo i sprijeda s obzirom na puhanje vjetra Buys-Ballotov [barički] zakon vjetra). Strujeći u visinu, vjetar skreće zbog trenja na Sjevernoj polutki u desno, jačina mu postupno raste pa tek na visini od 1 km postaje geostrofički vjetar. Vektor vjetra mijenja se u prizemnom sloju po tzv. Ekmanovoj spirali.

trenje. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 18.10.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=62180>.