Gesekan adalah proses fisik yang tanpanya gerakan di dunia kita tidak akan ada. Dalam fisika, untuk menghitung nilai absolut gaya gesekan, perlu diketahui koefisien khusus untuk permukaan gosok yang dipertimbangkan. Bagaimana cara mencari koefisien gesekan? Artikel ini akan menjawab pertanyaan ini.
Gesekan dalam fisika
Sebelum menjawab pertanyaan tentang cara mencari koefisien gesekan, perlu diketahui terlebih dahulu apa itu gesekan dan gaya apa yang dicirikan.
Dalam fisika, ada tiga jenis proses yang terjadi antara benda padat. Ini adalah gesekan istirahat, meluncur dan menggelinding. Gesekan selalu terjadi ketika gaya luar mencoba untuk menggerakkan suatu benda. Gesekan geser, seperti namanya, terjadi ketika satu permukaan meluncur di atas yang lain. Akhirnya, gesekan menggelinding terjadi ketika sebuah benda bulat (roda, bola) menggelinding pada suatu permukaan.
Kesamaan semua tipe adalah fakta bahwa mereka mencegah siapa pungerakan dan titik penerapan gaya mereka berada di bidang kontak antara permukaan dua benda. Juga, semua jenis ini mengubah energi mekanik menjadi panas.
Gaya geser dan gesekan statis disebabkan oleh kekasaran mikroskopis pada permukaan yang bergesekan. Selain itu, jenis ini disebabkan oleh dipol-dipol dan jenis interaksi lain antara atom dan molekul yang membentuk benda bergesekan.
Penyebab gesekan gelinding berkaitan dengan histeresis deformasi elastis yang muncul pada titik kontak antara benda menggelinding dengan permukaan.
Gaya gesekan dan koefisien gesekan
Ketiga jenis gaya gesekan padat dijelaskan oleh ekspresi yang memiliki bentuk yang sama. Ini dia:
Ft=tN.
Di sini N adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada permukaan benda. Ini disebut reaksi dukungan. Nilai t- disebut koefisien dari jenis gesekan yang sesuai.
Koefisien geser dan gesekan diam adalah besaran tak berdimensi. Hal ini dapat dipahami dengan melihat persamaan gaya gesekan dan koefisien gesekan. Ruas kiri persamaan dinyatakan dalam newton, ruas kanan juga dinyatakan dalam newton, karena N adalah gaya.
Untuk gesekan gelinding, koefisien untuk itu juga akan menjadi nilai tak berdimensi, namun, itu didefinisikan sebagai rasio karakteristik linier dari deformasi elastis dengan jari-jari benda menggelinding.
Harus dikatakan bahwa nilai khas koefisien geser dan gesekan diam adalah sepersepuluh unit. Untuk gesekanbergulir, koefisien ini sesuai dengan seperseratus dan seperseribu unit.
Bagaimana mencari koefisien gesekan?
Koefisien tbergantung pada sejumlah faktor yang sulit diperhitungkan secara matematis. Kami mencantumkan beberapa di antaranya:
- bahan permukaan gosok;
- kualitas permukaan;
- adanya kotoran, air dan sebagainya;
- suhu permukaan.
Oleh karena itu, tidak ada rumus untuk t, dan harus diukur secara eksperimental. Untuk memahami bagaimana mencari koefisien gesekan, itu harus dinyatakan dari rumus untuk Ft. Kami memiliki:
µt =Ft/N.
Ternyata untuk mengetahui t perlu dicari gaya gesek dan reaksi tumpuan.
Eksperimen yang sesuai dilakukan sebagai berikut:
- Ambil badan dan pesawat, misalnya yang terbuat dari kayu.
- Rekatkan dinamometer ke badan dan gerakkan secara merata di atas permukaan.
Pada saat yang sama, dinamometer menunjukkan beberapa gaya, yang sama dengan Ft. Reaksi tanah sama dengan berat benda pada permukaan horizontal.
Metode yang dijelaskan memungkinkan Anda untuk memahami apa itu koefisien gesekan statis dan geser. Demikian pula, Anda dapat menentukan secara eksperimental trolling.
Metode eksperimen lain untuk menentukan t diberikan dalam bentuk masalah di paragraf berikutnya.
Masalah menghitung t
Balok kayu berada di permukaan kaca. Dengan memiringkan permukaan dengan mulus, kami menemukan bahwa geser balok dimulai pada sudut kemiringan 15o. Berapakah koefisien gesekan statik untuk pasangan kayu-kaca?
Ketika balok berada pada bidang miring pada 15o, maka gaya gesekan sisa untuk itu memiliki nilai maksimum. Sama dengan:
Ft=mgsin(α).
Force N ditentukan dengan rumus:
N=mgcos(α).
Menerapkan rumus untuk t, kita mendapatkan:
µt=Ft/N=mgsin(α)/(mgcos(α))=tg(α).
Mengganti sudut, kita sampai pada jawaban: t=0, 27.
