Trenje i otpor sredine — zašto se sanke zaustave?

Sila trenja: zašto nastaje, kuda deluje i od čega zavisi, trenje kotrljanja, korisno i štetno trenje, i otpor vode i vazduha.

Nikola Stanković

Čas nije dostupan za štampu. Otvori ga na sajtu: https://dopetice.com/cas/21

Video

Marko gurne sanke po snegu, a one posle nekoliko metara stanu. Po ledu bi klizile mnogo dalje. Šta ih zaustavlja? Sila trenja — sila koja se opire kretanju tela po podlozi. Pogledaj video, pa nastavi čas.

Pojmovi

Sila trenja ($F_{tr}$): Sila koja se opire kretanju jednog tela u odnosu na drugo kada su u neposrednom dodiru. Zbog nje gurnuta knjiga po stolu ubrzo stane.
Zašto nastaje trenje: Dodirne površine nisu savršeno glatke: ispupčenja jedne upadaju u udubljenja druge. Uz to se čestice tela međusobno privlače.
Od čega zavisi: Od uglačanosti dodirnih površina i od supstancija od kojih su tela. Sanke je mnogo lakše vući po ledu nego po zemlji.
Smer sile trenja: Paralelna je dodirnoj površini i suprotna smeru kretanja tela — ili smeru u kome sila pokušava da pokrene telo.
Trenje mirovanja: Dok telo miruje, sila trenja je jednaka sili koja pokušava da ga pokrene. Ako ništa ne gura telo, sila trenja je nula.
Jače pritiskanje — veće trenje: Trenje klizanja je veće kada tela jače pritiskaju jedno drugo: sanke sa drugarom je teže vući nego prazne.
Ne zavisi od veličine dodirne površine: Cigla jednako uglačanih strana klizi uz isto trenje bez obzira na to kojom stranom leži na podlozi.
Trenje kotrljanja: Sila trenja kotrljanja je mnogo manja od sile trenja klizanja: olovku je lakše otkotrljati nego gurati, a kofer na točkićima lakše vući.
Korisno trenje: Bez trenja ne bismo mogli da hodamo, kočnice ne bi zaustavljale, a čvorovi bi se odvezivali. Zimi po ledu posipamo pesak, a gume imaju šare da bi trenje bilo veće.
Štetno trenje: U mašinama trenje troši delove i zagreva ih. Smanjujemo ga podmazivanjem (uljem) i kugličnim ležajevima, koji klizanje zamenjuju kotrljanjem.
Otpor sredine ($F_{ot}$): Sila kojom se tečnosti i gasovi (fluidi) opiru kretanju tela kroz njih. U vodi je otpor mnogo veći nego u vazduhu, a u medu još veći.
Od čega zavisi otpor sredine: Od vrste fluida, veličine i oblika tela i od toga kako je telo okrenuto. Raste sa brzinom tela i suprotan je njegovom kretanju. Otvoren padobran ima veliki otpor, pa se padobranac spušta polako.

Formule

Trenje mirovanja

F_{tr} = F

Oznaka	Šta znači	Jedinica
$F_{tr}$	sila trenja mirovanja	N
$F$	sila koja pokušava da pokrene telo (telo miruje)	N

Važi dok telo miruje; smer trenja je suprotan sili F.

Ravnomerno kretanje po podlozi

F_{tr} = F \quad (v = \text{const})

Oznaka	Šta znači	Jedinica
$F$	sila vuče ili guranja	N

Telo se kreće stalnom brzinom kada je rezultanta nula (dinamička ravnoteža).

Rezultanta sa trenjem

F_R = F - F_{tr}

Oznaka	Šta znači	Jedinica
$F_R$	rezultanta	N
$F$	sila vuče	N
$F_{tr}$	sila trenja	N

Ako je F veća od trenja, brzina tela raste.

Otpor sredine pri stalnoj brzini

F_{ot} = F

Oznaka	Šta znači	Jedinica
$F_{ot}$	sila otpora sredine	N
$F$	sila koja pokreće telo (npr. Zemljino privlačenje padobranca)	N

Padobranac pada stalnom brzinom kada otpor vazduha uravnoteži silu kojom ga Zemlja privlači.

Pitanja

Pitanje 1 od 11

1. Šta je sila trenja?

2. Zašto nastaje trenje?

3. Po čemu je najlakše vući sanke?

4. Kakav je smer sile trenja?

5. Knjigu guraš silom od 3 N, a ona miruje. Kolika je sila trenja?

6. Na sanke sedne drugar. Šta se desi sa trenjem?

7. Da li trenje zavisi od veličine dodirne površine?

8. Koje trenje je manje?

9. Koji je primer korisnog trenja?

10. Gde je otpor sredine veći?

11. Zašto otvoren padobran usporava padobranca?

Rešeni zadaci

Zadatak 1

Jana knjigu na stolu gura silom od 2 N, a knjiga miruje. Kolika je sila trenja i kuda deluje?

$F_{tr} = F = 2\ \text{N}$

Dok knjiga miruje, rezultanta je nula.
smer: suprotan sili guranja

Trenje se opire pokretanju.

Odgovor: Sila trenja je 2 N, suprotna sili kojom Jana gura.

Zadatak 2

Marko vuče sanke stalnom brzinom silom od 40 N. Kolika je sila trenja?

$v = \text{const} \Rightarrow F_R = 0$

Zakon inercije: stalna brzina znači da je rezultanta nula.
$F_{tr} = F = 40\ \text{N}$

Sila vuče i trenje su uravnoteženi.

Odgovor: Sila trenja je 40 N.

Zadatak 3

Marko vuče sanke silom 90 N, a sila trenja je 35 N. Kolika je rezultanta i šta se dešava sa brzinom?

$F_R = 90\ \text{N} - 35\ \text{N} = 55\ \text{N}$

Trenje je suprotno sili vuče.
Rezultanta nije nula i usmerena je napred.

Brzina sanki raste.

Odgovor: Rezultanta je 55 N napred, pa sanke ubrzavaju.

Zadatak 4

Padobranac sa otvorenim padobranom pada stalnom brzinom. Zemlja ga privlači silom 800 N. Kolika je sila otpora vazduha?

$v = \text{const} \Rightarrow F_R = 0$

Stalna brzina — ravnoteža.
$F_{ot} = 800\ \text{N}$, nagore

Otpor uravnotežuje Zemljino privlačenje.

Odgovor: Otpor vazduha je 800 N, usmeren nagore.

Test

Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.

Zadatak 1

Marko gura ormar silom od 200 N, a ormar miruje. Kolika je sila trenja mirovanja?

Zadatak 2

Jana vuče sanke stalnom brzinom silom od 66 N. Kolika je sila trenja?

Zadatak 3

Radnik gura kutiju silom od 400 N, a sila trenja je 130 N. Kolika je rezultanta?

Zadatak 4

Padobranac pada stalnom brzinom. Zemlja ga privlači silom od 840 N. Kolika je sila otpora vazduha?

Zadatak 5

Kako smanjujemo štetno trenje u mašinama?

Bravo, čas je završen!

—pitanja iz prve

—zadataka na testu

Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.

Napravi besplatan nalog

Sledeći čas: 21. Gravitacija i sila teže — zašto jabuka pada?

Još časova — Nikola Stanković

Fizika 6. razred · 28. čas

Trenje i otpor sredine — zašto se sanke zaustave?

🎬 Video

📖 Pojmovi

🧮 Formule

❓ Pitanja

✏️ Rešeni zadaci

📝 Test