Setiap gerakan di alam dan teknologi, yang melibatkan adanya kontak fisik antara benda padat, disertai dengan gesekan. Dalam artikel ini, kami akan memberikan contoh gaya gesekan dan menunjukkan dalam hal mana ia memainkan peran yang berguna, dan di mana ia tidak diinginkan.
Apa jenis gesekan antar benda padat
Pada artikel ini, kita hanya akan membahas contoh gaya gesekan yang bekerja antara benda padat yang memiliki kontak fisik satu sama lain.
Salah satu jenis gesekan yang penting adalah gesekan statis. Berdasarkan namanya sendiri, dapat diasumsikan bahwa itu memanifestasikan dirinya ketika satu tubuh bertumpu pada permukaan yang lain. Semua orang tahu bahwa untuk memindahkan beberapa benda berat dari tempatnya, perlu untuk menerapkan beberapa gaya eksternal yang diarahkan sepanjang permukaan kontak benda ini dan permukaan di mana ia berdiri. Gaya ini dilawan oleh gaya gesekan statis. Ini bekerja di antara permukaan kontak tubuh. Gesekan istirahat muncul karena adanya kekasaran pada permukaan yang bersentuhan, bagaimanapun caranyamereka tidak mulus.
Jenis gesekan kedua yang akan kita lihat adalah gesekan geser. Itu juga muncul karena kekasaran yang disebutkan, ketika tubuh mulai bergerak relatif satu sama lain dengan meluncur. Arah dan titik penerapan gaya gesekan geser persis sama dengan gaya gesekan statis. Satu-satunya perbedaan antara gaya-gaya ini adalah gaya geser selalu lebih kecil daripada gaya diam.
Jenis gesekan ketiga, yang memainkan peran yang tidak kalah pentingnya dalam teknologi daripada dua yang pertama, adalah gesekan guling. Seperti namanya, itu muncul ketika satu tubuh berguling di permukaan yang lain. Alasan gesekan gelinding terletak pada histeresis deformasi, yang mengarah pada "penyebaran" energi kinetik benda yang menggelinding. Dalam beberapa kasus praktis, gaya gesekan ini 10-100 kali atau lebih kecil dari jenis gesekan sebelumnya yang dipertimbangkan.
Semua jenis gaya gesekan berbanding lurus dengan gaya reaksi tumpuan yang bekerja pada benda yang bersangkutan.
Bahaya dan manfaat gaya gesekan statis: contoh
Dari semua jenis gesekan yang disebutkan, mungkin, gesekan statis adalah yang paling "tidak berbahaya". Faktanya adalah bahwa dalam praktiknya hampir selalu memainkan peran yang bermanfaat. Satu-satunya titik negatifnya adalah lebih besar dari gesekan geser. Fakta terakhir berarti bahwa untuk memulai gerakan apa pun perlu menerapkan upaya yang besar. Misalnya, untuk mulai bermain ski di salju, pertama-tama Anda harus benar-benar "merobek" mereka dari permukaan salju.
Ada banyak contohpenggunaan gaya gesekan statis. Mari kita daftar mereka:
- Paku dan sekrup yang menahan dua benda padat dari kayu, plastik, dan logam bersama-sama menjalankan fungsinya melalui aksi gaya yang bersangkutan.
- Seseorang yang berjalan, mengendarai mobil di jalan disebabkan oleh fakta bahwa gesekan statis lebih besar daripada gesekan geser. Kalau tidak, kita akan sulit bergerak, orang dan kendaraan akan meluncur di satu tempat.
- Setiap benda yang bertumpu pada permukaan miring disebabkan oleh gaya gesekan statis. Jika yang terakhir tidak ada, maka tidak mungkin untuk meletakkan rem tangan pada mobil di lereng atau barang rumah tangga apa pun di atas meja yang memiliki sedikit kemiringan ke cakrawala.
Gesekan geser dan manfaatnya
Tidak seperti gesekan statis, yang terutama memainkan peran positif dalam kehidupan manusia, gesekan geser biasanya merupakan gaya yang berbahaya. Namun, dua contoh gaya gesekan geser yang berguna dapat diberikan:
- Karena gesekan geser menyebabkan pemanasan permukaan benda (cara alami dan termudah untuk mengubah energi mekanik menjadi panas), efek ini dapat digunakan untuk meningkatkan suhu benda. Jadi, pada zaman dahulu, nenek moyang kita membuat api dengan menggunakan gesekan geser.
- Saat pengemudi ingin menghentikan kendaraan, ia menekan pedal rem. Dalam hal ini, rem cakram meluncur di dalam pelek roda dan memperlambat putarannya.
Membahayakan gesekan geser
Contoh aksi gesekan geser adalah pergerakan kabinet di lantai ketika kita ingin menatanya kembali di dalam ruangan, meluncurnya pemain ski dan skater, tergelincirnya roda mobil saat terhalang atau saat berkendara di jalan licin, selip di antara gesekan bagian mekanisme berbagai mesin.
Dalam semua kasus ini, gesekan geser memainkan peran yang berbahaya. Contoh-contoh bahaya gesekan geser ini disebabkan oleh fakta bahwa hal itu mencegah gerakan mekanis dan "memakan" sejumlah energi kinetik (ski, sepatu roda, bagian mesin yang bergerak). Selain itu, konversi energi mekanik menjadi energi panas menyebabkan pemanasan bagian gosok. Peningkatan suhunya menyebabkan perubahan struktur mikroskopis, yang melanggar sifat-sifat bahan. Terakhir, contoh gaya gesekan geser yang terdaftar menyebabkan keausan pada permukaan gosok, munculnya alur yang tidak diinginkan pada permukaan tersebut, dan penipisan.
Gesekan berguling dan kerugian serta manfaatnya
Jika kita mempertimbangkan dari akar pertanyaan tentang kegunaan gaya gesekan bergulir, ternyata itu tidak ada sama sekali. Memang, gesekan guling selalu mencegah rotasi mekanis, itu menyebabkan keausan pada bagian yang bekerja dan pemanasan yang tidak diinginkan. Namun demikian, fenomena rolling banyak digunakan dalam rekayasa (bantalan, roda kendaraan). Ini dijelaskan oleh fakta bahwa gaya gesekan guling jauh lebih kecil daripada gaya geser serupa, yang mengurangi skalanya berdasarkan urutan besarnya.pengaruh berbahaya.
Menambah dan mengurangi gaya gesekan
Seperti yang kita lihat di contoh di atas, gaya gesekan statis dan geser terkadang berguna dan terkadang berbahaya. Dalam hal ini, umat manusia telah lama menggunakan metode untuk mengubah skala gesekan, baik ke arah peningkatan gaya yang sesuai, maupun ke arah penurunannya.
Contoh bagus bagaimana meningkatkan gaya gesekan adalah menaburkan pasir dan garam pada es di jalan. Sebagai hasil dari tindakan ini, ada peningkatan kekasaran permukaan es dan, sebagai akibatnya, peningkatan gaya gesekan statis dan geser.
Cara lain untuk meningkatkan kekuatan yang dimaksud adalah dengan menggunakan permukaan khusus. Contoh mencolok adalah permukaan ban mobil musim dingin, yang ditandai dengan tapak yang dalam dan adanya paku logam.
Selama bermain ski, serta selama rotasi bantalan dari berbagai mekanisme, gesekan memainkan peran negatif. Untuk menguranginya digunakan pelumas khusus, biasanya berbahan dasar lemak (wax, lithol).
