Setiap kontak antara dua benda menghasilkan gaya gesekan. Dalam hal ini, tidak masalah dalam keadaan agregat materi apa benda-benda itu, apakah mereka bergerak relatif satu sama lain atau diam. Pada artikel ini, kita akan membahas secara singkat jenis gesekan apa yang ada di alam dan teknologi.
Sisa gesekan
Bagi banyak orang, mungkin merupakan gagasan yang aneh bahwa gesekan benda tetap ada bahkan ketika benda tersebut dalam keadaan diam relatif terhadap satu sama lain. Selain itu gaya gesek ini merupakan gaya yang paling besar diantara jenis lainnya. Itu memanifestasikan dirinya ketika kita mencoba untuk memindahkan objek apa pun. Itu bisa berupa balok kayu, batu, atau bahkan roda.
Alasan adanya gaya gesekan statis adalah adanya ketidakteraturan pada permukaan kontak, yang secara mekanis berinteraksi satu sama lain sesuai dengan prinsip puncak-trough.
Gaya gesekan statis dihitung menggunakan rumus berikut:
Ft1=tN
Di sini N adalah reaksi tumpuan yang dengannya permukaan bekerja pada benda sepanjang garis normal. Parameter t adalah koefisien gesekan. Tergantung padabahan permukaan yang bersentuhan, kualitas pemrosesan permukaan ini, suhunya, dan beberapa faktor lainnya.
Rumus tertulis menunjukkan bahwa gaya gesekan statis tidak bergantung pada luas bidang kontak. Ekspresi untuk Ft1 memungkinkan Anda menghitung apa yang disebut gaya maksimum. Dalam beberapa kasus praktis, Ft1 tidak maksimal. Itu selalu sama besarnya dengan kekuatan eksternal yang berusaha membuat tubuh keluar dari istirahat.
Gesekan istirahat memainkan peran penting dalam kehidupan. Berkat ini, kita bisa bergerak di tanah, mendorongnya dengan telapak kaki kita, tanpa tergelincir. Benda apa pun yang berada di bidang miring ke cakrawala tidak terlepas karena gaya Ft1.
Gesekan saat meluncur
Jenis gesekan penting lainnya bagi seseorang memanifestasikan dirinya ketika satu tubuh meluncur di atas permukaan yang lain. Gesekan ini muncul karena alasan fisik yang sama dengan gesekan statis. Terlebih lagi, kekuatannya dihitung menggunakan rumus serupa.
Ft2=kN
Satu-satunya perbedaan dengan rumus sebelumnya adalah penggunaan koefisien yang berbeda untuk gesekan geser k. Koefisien k selalu lebih kecil dari parameter serupa untuk gesekan statis untuk pasangan permukaan gosok yang sama. Dalam praktiknya, fakta ini memanifestasikan dirinya sebagai berikut: peningkatan bertahap dalam gaya eksternal mengarah pada peningkatan nilai Ft1 hingga mencapai nilai maksimumnya. Setelah itu diaturun tajam beberapa puluh persen ke nilai Ft2 dan dipertahankan konstan selama gerakan tubuh.
Koefisien k bergantung pada faktor yang sama dengan parameter t untuk gesekan statis. Gaya gesekan geser Ft2 praktis tidak bergantung pada kecepatan gerak benda. Hanya pada kecepatan tinggi penurunannya terlihat.
Pentingnya gesekan luncur bagi kehidupan manusia dapat dilihat pada contoh-contoh seperti bermain ski atau skating. Dalam kasus ini, koefisien k dikurangi dengan memodifikasi permukaan gosok. Sebaliknya, penyiraman jalan dengan garam dan pasir bertujuan untuk meningkatkan nilai koefisien k dan t.
Gesekan menggelinding
Ini adalah salah satu jenis gesekan penting untuk berfungsinya teknologi modern. Ini hadir selama rotasi bantalan dan pergerakan roda kendaraan. Tidak seperti gesekan geser dan gesekan istirahat, gesekan menggelinding disebabkan oleh deformasi roda selama gerakan. Deformasi ini, yang terjadi di daerah elastis, menghilangkan energi sebagai akibat dari histeresis, yang memanifestasikan dirinya sebagai gaya gesekan selama gerakan.
Perhitungan gaya gesekan guling maksimum dilakukan dengan rumus:
Ft3=d/RN
Artinya, gaya Ft3, karena gaya Ft1 dan Ft2, adalah berbanding lurus dengan reaksi tumpuan. Namun, itu juga tergantung pada kekerasan bahan yang bersentuhan dan jari-jari roda R. Nilainyad disebut koefisien tahanan gelinding. Berbeda dengan koefisien k dan t, d memiliki dimensi panjang.
Sebagai aturan, rasio tak berdimensi d/R ternyata 1-2 kali lipat lebih kecil dari nilai k. Ini berarti bahwa gerakan tubuh dengan bantuan berguling jauh lebih menguntungkan daripada dengan bantuan meluncur. Itulah sebabnya gesekan guling digunakan di semua permukaan gosok mekanisme dan mesin.
Sudut gesekan
Ketiga jenis manifestasi gesekan yang dijelaskan di atas dicirikan oleh gaya gesekan tertentu Ft, yang berbanding lurus dengan N. Kedua gaya diarahkan pada sudut siku-siku relatif satu sama lain. Sudut yang jumlah vektornya terbentuk dengan normal ke permukaan disebut sudut gesekan. Untuk memahami pentingnya, mari kita gunakan definisi ini dan tuliskan dalam bentuk matematika, kita mendapatkan:
Ft=kN;
tg(θ)=Ft/N=k
Jadi, tangen sudut gesekan sama dengan koefisien gesekan k untuk jenis gaya tertentu. Artinya semakin besar sudut, semakin besar gaya gesek itu sendiri.
Gesekan pada zat cair dan gas
Bila benda padat bergerak dalam medium gas atau cair, ia terus-menerus bertabrakan dengan partikel medium ini. Tumbukan ini, disertai dengan hilangnya kecepatan benda tegar, adalah penyebab gesekan pada zat fluida.
Jenis gesekan ini sangat bergantung pada kecepatan. Jadi, pada kecepatan yang relatif rendah, gaya gesekanternyata berbanding lurus dengan kecepatan gerak v, sedangkan pada kecepatan tinggi kita berbicara tentang proporsionalitas v2.
Ada banyak contoh gesekan ini, mulai dari pergerakan kapal dan kapal hingga penerbangan pesawat.
