U zemaljskim uvjetima svako pokretno tijelo (ilidolaze u pokret) dolaze u dodir sa tvari okoliša ili s drugim tijelima. U tom slučaju nastaju sile koje se opiru njihovom kretanju. Te se sile nazivaju sile trenja, one prenose dio mehaničke energije gibanja u unutarnju energiju, koju prati zagrijavanje tijela i okoline.
Trenje može biti vanjsko i unutarnje. Unutarnji (inače nazvan viskozitet) je pojava tangencijalne sile između pokretnih slojeva tekućine ili plina, koja sprječava to kretanje.
Nasuprot tome, vanjsko trenje nastaje umjesta dodira čvrstih tijela u obliku sile koja je tangencijalna na njihovu površinu i ometa njihovo međusobno kretanje. Ona se, pak, dijeli na statičku (statičko trenje) i kinematičku. Statičko trenje očituje se pri pokušaju pomicanja jednog nepomičnog tijela u odnosu na drugo. Kinematički postoji između pokretnih tijela u međusobnom dodiru. Vanjsko trenje se može podijeliti na trenje klizanja i kotrljanja.
Što je fizičko značenje trenja?Je li dobro ili loše? Na prvi pogled, trenje nas samo ometa: dijelovi mehanizama, gume automobila troše se, potplati čizama se brišu itd. A stvaranje stroja za vječno kretanje nemoguće je samo iz tog razloga. No, pogledajmo pobliže. Trenje će nestati - ne možemo niti hodati, niti listati knjigu, niti pomaknuti automobil s mjesta, niti zaustaviti kretanje. Ogroman broj fizičkih pojava u svijetu temelji se na trenju. Dva glavna postignuća čovječanstva, koja su odredila razvoj civilizacije - proizvodnja vatre i izum kotača - bili bi nemogući bez njih.
Ovaj se fenomen temelji na neravnomjernosti bilo kojeg tijela:u dodiru zarezi jednog uvijek se drže za hrapavost drugog. Za savršeno glatke (na primjer, pažljivo polirane) površine koje su čvrsto međusobno povezane, vrijede zakoni molekularnog trenja, temeljeni na međusobnom privlačenju molekula.
Znanost tribologije proučava trenje.1781. francuski fizičar C. Coulomb formulirao je osnovne zakone suhog trenja. Eksperimentalno, znanstvenik je otkrio da je sila trenja F koja nastaje tijekom klizanja izravno proporcionalna sili N normalnog tlaka koja djeluje na tijelo. Ova ovisnost izgleda ovako:
N: F = k ∙ N;
gdje je veličina k koeficijent trenja (koeficijentproporcionalnost). Njegova je vrijednost izračunata na sljedeći način: tijelo je postavljeno na nagnutu ravninu i promjenom kuta nagiba postignuto je njegovo jednoliko kretanje. U ovom slučaju sila trenja F bila je jednaka pokretačkoj sili P:
F = P ∙ sin a;
Veličina sile N (sila normalnog tlaka) jednaka jeP ∙ cos a; dakle k = tg a. Koeficijent trenja odavde je tangenta kuta nagiba površine po kojoj tijelo klizi jednoliko, odnosno konstantnom brzinom.
U praksi se njegova vrijednost može izračunatisamo približno. Površine tijela u pravilu su u jednom ili drugom stupnju onečišćene, imaju okside, hrđu i druge uključke. Koeficijent trenja, određen u parovima za kombinacije različitih materijala putem pokusa, unosi se u posebne tražilice.
Prilikom kotrljanja dolazi do trenja jerkotač u pokretu je lagano utisnut u površinu ceste, odnosno prisiljen je svladati malu neravninu. Što je cesta tvrđa, manji je ovaj udar i manja je sila trenja. Njegova se vrijednost u ovom slučaju računa po formuli: F = k ∙ N / r, u kojoj je r vrijednost polumjera kotača. Slijedom toga, koeficijent trenja kotrljanja ima dimenziju produženja. Obično se izražava u centimetrima, za razliku od koeficijenta trenja klizanja, koji je bezdimenzionalna veličina.
Kao što je gore spomenuto, unutarnjetrenje postoji ne samo za krute tvari, već i za tekućine. U hidraulici je često potrebno izračunati specifične gubitke energije hidrauličkih sustava koji se javljaju u cjevovodima. Dvije su vrste: gubici duljine koji se javljaju u ravnim cijevima s ravnomjernim protokom i lokalni gubici čiji je uzrok deformacija protoka zbog promjene oblika kanala (suženje, širenje, zavoji). Hidraulički gubitak izračunava se pomoću slične vrijednosti koja se naziva "hidraulički koeficijent trenja".
