Rad sile trenja — kuda nestane energija kada kočiš?
Rad sile trenja je uvek negativan (A = F_tr·s po apsolutnoj vrednosti), zavisi od dužine pređenog puta, veći je na hrapavijoj podlozi (F_tr = μ·N), a oduzeta mehanička energija prelazi u toplotu.
Video
Pojmovi
- Smer sile trenja
- Sila trenja uvek deluje suprotno smeru kretanja tela po podlozi. Ako telo klizi nalevo, trenje ga vuče nadesno — stalno koči kretanje.
- Rad trenja je negativan
- Pošto je sila trenja suprotna kretanju, ona vrši negativan rad — oduzima telu energiju. Po apsolutnoj vrednosti taj rad je $A = F_{tr} \cdot s$, gde je $s$ pređeni put.
- Zavisi od pređenog puta
- Rad trenja zavisi od toga koliki je put telo prešlo, a ne samo od početnog i krajnjeg položaja. Ako telo ode i vrati se na isto mesto, trenje je celim putem kočilo — ukupan rad trenja NIJE nula.
- Nekonzervativna sila
- Sile čiji rad zavisi od oblika putanje (a ne samo od krajnjih tačaka) zovu se nekonzervativne. Sila trenja i sila otpora sredine su nekonzervativne — uvek troše energiju.
- Trenje i koeficijent trenja
- Sila trenja je veća ako telo jače pritiska podlogu i ako je podloga hrapavija: $F_{tr} = \mu \cdot N$, gde je $N$ sila kojom telo pritiska podlogu, a $\mu$ koeficijent trenja. Zato je $A = \mu \cdot N \cdot s$.
- Hrapavija podloga — veći rad
- Na hrapavijoj podlozi koeficijent trenja je veći, pa je i rad trenja (po apsolutnoj vrednosti) veći. Zato se telo na asfaltu zaustavi brže nego na ledu.
- Gde nestane energija
- Rad trenja ne nestaje — mehanička energija koju trenje oduzme pretvara se u toplotu. Zato se ruke zagreju kad ih trljaš, a kočnice se zagreju pri naglom kočenju.
Formule
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $A$ | rad sile trenja (apsolutna vrednost) | J |
| $F_{tr}$ | sila trenja | N |
| $s$ | pređeni put | m |
Rad sile trenja je negativan; ovde računamo njegovu apsolutnu vrednost (koliko energije trenje oduzme).
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $F_{tr}$ | sila trenja | N |
| $\mu$ | koeficijent trenja | — |
| $N$ | sila pritiska na podlogu | N |
Zamenom u rad: $A = \mu \cdot N \cdot s$.
Pitanja
Pitanje 1 od 10
1. U kom smeru deluje sila trenja?
2. Rad sile trenja je:
3. Čemu je jednaka apsolutna vrednost rada sile trenja?
4. Telo ode 3 m i vrati se na isto mesto. Rad sile trenja je:
5. Zašto su trenje i otpor sredine nekonzervativne sile?
6. Kako sila trenja zavisi od podloge?
7. Formula za silu trenja je:
8. Kuda nestane energija koju trenje oduzme telu?
9. Zašto se telo na asfaltu zaustavi brže nego na ledu?
10. Zašto se kočnice zagreju pri naglom kočenju?
Rešeni zadaci
Sila trenja 20 N koči sanduk koji klizi 5 m. Koliko energije trenje oduzme?
-
$A = F_{tr} \cdot s = 20\ \mathrm{N} \cdot 5\ \mathrm{m} = 100\ \mathrm{J}$Silu trenja pomnožimo putem.
Koeficijent trenja je 0,25, a telo pritiska podlogu silom 40 N. Telo klizi 3 m. Koliki je rad trenja?
-
$F_{tr} = \mu \cdot N = 0{,}25 \cdot 40\ \mathrm{N} = 10\ \mathrm{N}$Prvo sila trenja.
-
$A = F_{tr} \cdot s = 10\ \mathrm{N} \cdot 3\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{J}$Pa rad.
Telo klizi 4 m napred, pa 4 m nazad. Sila trenja je 15 N. Koliki je ukupan rad trenja?
-
Ukupan put: $s = 4\ \mathrm{m} + 4\ \mathrm{m} = 8\ \mathrm{m}$Trenje koči i napred i nazad.
-
$A = F_{tr} \cdot s = 15\ \mathrm{N} \cdot 8\ \mathrm{m} = 120\ \mathrm{J}$Rad nije nula, iako je telo na istom mestu.
Test
Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.
Sila trenja 50 N koči telo koje klizi 5 m. Koliko energije trenje oduzme?
Auto koči silom trenja 290 N na putu od 40 m. Koliki je (apsolutni) rad sile trenja?
Sila otpora vazduha 7 N koči telo na putu od 60 m. Koliko energije oduzme?
Telo klizne 5 m napred i 5 m nazad na isto mesto. Koliki je ukupan rad sile trenja?
Isto telo kliziš istom silom pritiska po ledu, pa po asfaltu. Gde je rad trenja veći?
Bravo, čas je završen!
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 nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 24. Energija i rad — zašto zaletela lopta može da obori druge?