1. TRENJE KADA SE TIJELO KLIŽE PO NEKOJ PODLOZI.

Tipičan primjer sile trenja u ovom slučaju je sila koju osjećaju sanjke na snijegu: nakon što se spustiš po nekoj nizbrdici, dođeš do ravnog dijela na kojem se nakon nekog vremena sanjke zaustave. Ili, klizač na ledu koji se zaleti nekom brzinom, nakon nekog vremena se zaustavi. Ili, automobil koji naglo koči - čuje se škripa guma i automobil se zaustavi.

Dakle, u sva tri slučaja, sila trenja je uzrokovala smanjivanje brzine tijela: ona uvijek djeluje u smjeru suprotnom od smjera gibanja.

Za tu silu približno vrijedi: T=kP (T=sila trenja, P=pritisak tijela na podlogu, k=koeficijent trenja između tijela i podloge), dakle sila trenja je proporcionalna pritisku (najčešće upravo težini tijela) kojem tijelo djeluje na podlogu.

Iako je ova formula vrlo jednostavna, samo porijeklo sile trenja je vrlo komplicirano. Naime, svaka ravna ploha nekog tijela je, ako ga jako povećamo (tako da se vide atomi - dakle na mikroskopskoj razini), vrlo grbava i sastoji se od izbočina, brežuljaka, neravnina, vrhova, zubaca. Upravo te nepravilnosti - međusobni udarci izbočina tijela i podloge, ometaju gibanje - pružaju mu otpor. Dakle, opiru se gibanju i manifestiraju se kao sila trenja.

Međusobni udarci tih izbočina imaju za posljedicu stvaranje topline - i tijelo i podloga se zagrijavaju. Pri tom i dalje vrijedi zakon očuvanja energije: smanjivanje kinetičke energije tijela prelazi u toplinsku energiju tijela i/ili podloge. Taj učinak se može i iskoristiti, npr. šibice funkcioniraju upravo na tom principu: trenjem glavice se ona zagrije na temperaturu potrebnu da se smjesa zapali.

2. TRENJE KADA SE TIJELO KOTRLJA PO PODLOZI.

U ovom slučaju trenje se javlja zato što se dio kinetičke energije tijela troši na odvajanje od podloge (koja može biti vlažna, što će povećati silu trenja), dok se dio troši na priljubljivanje tijela na podlogu. Budući da je podloga - mikroskopski gledano - vrlo hrapava i nazubljena, dio kinetičke energije se može trošiti na lomljenje tih zubaca, kako na podlozi, tako i na tijelu. Ova se sila može opisati slično kao i u prethodnom slučaju izrazom T=kP gdje je k tzv. koeficijent trenja pri kotrljanju.

Ova sila osobito dolazi do izražaja kada je podloga vlažna, a njezin utjecaj se najbolje vidi na automobilu koji na vlažnom kolniku postiže manju maksimalnu brzinu, kao i manju vučnu snagu. Osim toga, svatko tko je vozio bicikl, može potvrditi da je vožnja po vlažnoj cesti najnapornija vožnja.

3. TRENJE KADA SE TIJELO GIBA KROZ FLUID (npr. gibanje aviona kroz zrak ili podmornice kroz vodu).

Kao i gore, i ovdje fluid (zrak ili tekućina) djeluje tako da smanjuje brzinu tijelu koje se u njemu giba, prema tome radi se o sili koja usporava tijelo pa je zbog toga zovemo sila trenja.

Da bismo shvatili porijeklo te sile u ovom slučaju, valja se spustiti na atomsku ili molekularnu razinu. Naime, fluid se sastoji od velikog broja atoma/molekula koje se slobodno gibaju. Želimo li tijelo, okruženo fluidom, pomaknuti iz nekog položaja, valja preraspodjeliti - pomaknuti - atome-molekule fluida, tj. dati im kinetičku energiju. A tu kinetičku energiju će oni dobiti upravo od tijela koje se giba. Kako vrijedi zakon očuvanja energije, tijelo će gubiti kinetičku energiju, tj. smanjivat će mu se brzina, a to se upravo može shvatiti kao da na tijelo djeluje sila u smjeru suprotnom od smjera gibanja. Krajnji rezultat toga jest da je tijelo predalo dio energije fluidu čiji se dijelovi onda počinju gibati: upravo to se događa kada recimo pokušaš trčati kroz vodu - zbog trenja to je vrlo teško, a iza tebe ostaju valovi i mali virovi.

Interesantno je vidjeti koliki je iznos sile trenja pri gibanju tijela kroz fluid. Za razliku od prethodnog slučaja, ovdje ta sila neće ovisiti o masi tijela (dakle, ta sila postoji i u bestežinskom stanju!), već o njegovom obliku, brzini i o svojstvima fluida. Iskustvo pokazuje da se za male brzine može uzeti T=kv (polagano gibanje kroz zrak; gibanje koje ne uzrokuje značajno gibanje fluida), a za veće brzine T=kv² (brzo gibanje kroz zrak, ili gibanje kroz vodu ili med; gibanje koje uzrokuje virove i/ili valove u fluidu), gdje je T sila trenja, v brzina tijela kroz fluid, a k neka konstanta.

Osim ova dva, gore navedena tipa trenja, postoje još neki slučajevi gibanja kod kojih dolazi do smanjivanja brzine tijela tj. gubitka kinetičke energije (npr. nabijena čestica koja se giba po zakrivljenoj putanji), ali se takvi efekti mogu opažati u vrlo posebnim uvjetima. Budući da nemaju neki veći značaj u zbivanjima u normalnom svijetu, pri spominjanju trenja oni se redovito zanemaruju.

Odgovorio:
mr.sc.M.Basletić, PMF