Force Gesekan - Definisi, Formula, Spesies, Cara Menemukan?

Gaya gesekan: kuantitas, arah

Dengan kekuatan gesekan, Anda benar-benar menemukan setiap detik. Setiap kali Anda berinteraksi dengan permukaan apa pun - pergi dengan aspal, duduk di kursi, minum teh dari secangkir - kekuatan gesekan bertindak pada Anda.

Gesekan - Ini adalah interaksi di bidang menghubungi dua permukaan.

Untuk menerjemahkan gesekan ke dalam bahasa matematika, konsep diperkenalkan gaya gesek .

Gaya gesek - Ini adalah nilai yang menjadi ciri proses gesekan dalam besarnya dan arah.

Gaya gesekan diukur, serta daya apa pun - di Newton.

Gaya gesekan muncul karena dua alasan:

  • Berbagai kekasaran, goresan dan "ketidaksempurnaan" permukaan lainnya. Cacat ini saling menyakiti saat menghubungi dan dibuat oleh kekuatan yang memperlambat gerakan.
  • Ketika permukaan penghubung secara praktis mulus (sebelum cita-cita tidak mungkin untuk membawa, tetapi berusaha untuk itu - itu berarti untuk mengusahakan kekuatan gesekan ke nol), maka jarak antara mereka menjadi minimal. Dalam hal ini, ketertarikan timbal balik molekul zat-zat ini terjadi. Daya tariknya adalah karena interaksi antara tuduhan listrik atom. Dalam hal ini, Anda sering dapat mendengar kata-kata "kekuatan gesekan adalah kekuatan sifat elektromagnetik"

Gaya gesekan selalu diarahkan pada kecepatan tubuh. Dalam hal ini, semuanya sederhana, tetapi selalu ada pertanyaan:

Di mana gaya gesekan terpasang

Dalam tugas, sesuatu seperti sesuatu seperti: "Tabel permukaannya sangat halus." Ini berarti bahwa tidak ada kekuatan gesekan dalam tugas ini. Ya, dalam kehidupan nyata itu tidak mungkin, tetapi atas nama model matematika yang indah, gesekan sering diabaikan.

Jangan khawatir karena ketidakadilan ini, dan cukup menyelesaikan tugas tanpa gesekan, jika kita melihat frasa "permukaan halus".

Gesekan kering dan kental

Ada perbedaan yang sangat besar antara kontak Anda dengan air di kolam selama berenang dan kontak antara aspal dan roda sepeda Anda.

Dalam kasus berenang, kami berurusan dengan fenomena resistensi gesekan kental saat mengendarai padatan dalam cairan atau udara. Pesawat ini juga kental gesekan dan memenangkan merpati arogan dari halaman Anda.

Tetapi gesekan kering adalah fenomena resistensi dalam menghubungi dua padatan. Misalnya, jika seorang anak sekolah berbaring di kursi atau penjahat dari film menggosok tangannya - itu akan menjadi gesekan kering.

Dan jika penjahatnya bersih dan gosok tangannya, menjepit antiseptik pada mereka?

Kemudian gesekan kental ini, terlepas dari kenyataan bahwa tangan itu solid. Dalam hal ini, ada lapisan basah.

Gesekan kental dalam kursus sekolah fisika tidak dipertimbangkan secara rinci, tetapi kering - bongkar di atas dan di seberang. Gesekan kering juga memiliki varietas, mari kita bicara tentang mereka.

Gesekan istirahat

Jika Anda memutuskan untuk memindahkan truk dari tempat, tidak mungkin Anda akan berhasil. Bukannya kita tidak percaya pada Anda - mudah untuk melakukan ini karena fakta bahwa massa seseorang berkali-kali kurang dari massa truk, dan gaya gesekan mencegahnya. Dunia itu kejam, apa yang harus dilakukan di sini.

Dalam kasus ketika gaya gesekan, tetapi tubuh tidak bergerak dari tempat itu, kami berurusan dengan Kekuatan gesekan istirahat.

Kekuatan gesekan damai sama dengan kekuatan dorongan. Misalnya, jika Anda mencoba untuk pindah dari adegan, bertindak pada mereka dengan kekuatan traksi 10 n, maka gaya gesekan akan sama dengan 10 N.

Kekuatan istirahat gesekan

Ftr = flyagi.

FTR - Slip Force Gesekan [H]

Flyages - Harga Strium [H]

Sedikit berlatih!

Sebuah tugas

Temukan kekuatan gesekan istirahat untuk tubuh yang menjadi kekuatan traksi dalam 4 N.

Keputusan:

Tubuh beristirahat, itu berarti itu

Ftr = flatya = 4n

Menjawab: Gaya gesekan adalah 4 N.

Bahkan lebih banyak praktik adalah Skysmart di sekolah anak-anak. Alih-alih paragraf yang membosankan, anak sedang menunggu latihan interaktif dengan pemeriksaan otomatis instan dan papan online, di mana Anda dapat menggambar dan menggambar bersama dengan guru.

Tuliskan anak ke pelajaran pengantar gratis dalam fisika sehingga ia berteman dengan fisika dan tidak takut dengan kontrol sekolah.

Geser geser.

Dan sekarang mari kita geser skating es. Arena cukup halus, tetapi, seperti yang telah kita ketahui, gaya gesekan masih akan hadir dan akan dihitung oleh rumus:

Slip Force Force.

Ftr = μn.

FTR - Slip Force Gesekan [H]

μ - koefisien gesekan [-]

N - Kekuatan Dukungan Reaksi [h]

Gesekan kekuatan yang kita dapatkan pada formula ini akan maksimal mungkin - yaitu, tidak ada lagi di mana saja.

Dukungan Reaksi Daya - Ini adalah kekuatan dengan mana dukungan bertindak pada tubuh. Ini secara numerik sama dengan kekuatan tekanan normal dan berlawanan dengan arah.

Dukungan Reaksi Daya

Kekuatan tekanan normal sama dengan berat badan?

Tidak juga. Kekuatan tekanan normal selalu ditujukan tegak lurus terhadap permukaan (normal - tegak lurus terhadap permukaan). Berat belum tentu diarahkan tegak lurus ke permukaan.

Sebagai bagian dari tahun ajaran, berat selalu diarahkan tegak lurus terhadap permukaan Oleh karena itu, kekuatan reaksi dukungan dapat sama dengan berat.

Baca lebih lanjut tentang berat badan di artikel kami

Juga, jika tubuh berada pada permukaan horizontal, gaya reaksi dukungan akan sama dengan gaya gravitasi: n = mg.

Koefisien gesekan. - Ini adalah karakteristik permukaan. Ini ditentukan secara eksperimental, tidak memiliki dimensi dan menunjukkan seberapa besar permukaannya halus - semakin banyak koefisien, permukaan yang lebih dingin. Koefisien gesekan positif dan paling sering kurang dari satu.

Kami akan waspada!

Dari formula, ketergantungan gaya gesekan dari area kontak tidak diikuti. Misalnya, jika Anda meletakkan bar satu sisi dan seret di atas meja, dan kemudian putar ke yang lain, tidak sama di area, dan buat hal yang sama - gaya gesekan tidak akan berubah.

Tugas 1.

Massa kucing berbaring di atas meja adalah 5 kg. Koefisien gesekan μ = 0,2. Kucing itu melekat pada gaya eksternal sama dengan 2,5n. Gesekan macam apa yang terjadi?

Keputusan:

Dengan kondisi tugas ini tidak mungkin dipahami, kucing kita bergerak atau tidak. Keputusan apakah kita sama dengan kekuatan kekuatan dorong, tidak mungkin untuk diterima segera. Dalam kasus seperti itu, Anda masih perlu menghitung sesuai dengan formula:

F = μn.

Karena kucing itu terletak pada permukaan horizontal, gaya reaksi dari dukungan dalam hal ini sama dengan gaya gravitasi: n = mg.

F = μmg = 0,2 * 5 * 10 = 10n

Kami mendapat kekuatan gesekan setinggi mungkin. Kekuatan eksternal dalam kondisi tugas kurang dari maksimum. Ini berarti kucing itu sendirian. Kekuatan gesekan menyeimbangkan kekuatan eksternal. Akibatnya, itu sama dengan 2.5n.

Menjawab: Ada gaya gesekan 2,5 n

Tugas 2.

Badger meluncur di sepanjang pesawat horizontal. Temukan koefisien gesekan jika gaya gesekan 5 jam, dan kekuatan tekanan tubuh pada pesawat - 20 N.

Keputusan:

Dalam tugas ini, kita tahu slide barcuchk. Jadi, Anda perlu menggunakan rumus:

Ftr = μn.

Karena badger terletak di permukaan horizontal, kekuatan dukungan dari dukungan dalam hal ini sama dengan tekanan tekanan pada pesawat: n = Fd.

Ftr = μfd.

Ekspresikan koefisien gesekan:

μ = ftr / fd = 5/20 = 0,25

Menjawab: Koefisien gesekan adalah 0,25

Tugas 3.

Pudel nenek Anda seberat 5 kilogram meluncur permukaan horizontal. Slip Force Gesekan adalah 20 N. Temukan kekuatan gesekan, jika pudel akan sangat kalah, dan massanya akan berkurang dua kali, dan koefisien gesekan akan tetap tidak berubah.

Keputusan:

Dalam tugas ini, kita tahu bahwa pudel itu tergelincir. Jadi, Anda perlu menggunakan rumus:

Ftr = μn.

Karena pudel berada pada permukaan horizontal, gaya reaksi dari dukungan dalam hal ini sama dengan gaya gravitasi: n = mg.

Ftr = μmg.

Ekspresikan koefisien gesekan:

μ = ftr / mg = 20/5 * 10 = 0,4

Sekarang kita menghitung kekuatan gesekan untuk massa, kurang dari dua kali:

Formula: Gaya gesekan tanah

Menjawab: Gaya gesekan akan sama dengan 10 N.

Tugas 4.

Siswa melakukan percobaan untuk mempelajari kekuatan geser geser dengan menggerakkan bilah dengan beban secara merata di sepanjang permukaan horizontal menggunakan dinamometer.

Laming dengan kargo

Hasil pengukuran eksperimental massa batang dengan beban M, area kontak bar dan permukaan dan gaya yang diterapkan disajikan dalam tabel.

Apa kekuatan gesekan dalam fisika

Definisi

Gaya gesekan disebut gaya yang muncul selama pergerakan ketika ada sentuhan dua tubuh satu sama lain dan yang memiliki resistensi terhadap gerakan ini (selalu diarahkan pada gerakan yang berlawanan).

Semakin besar nilai gaya gesekan antara kedua tubuh, semakin sulit untuk memindahkannya relatif satu sama lain. Contoh

Contohnya mungkin merupakan kotak kardus dengan berat 20 kilogram, yang bergerak di sekitar apartemen. Kekuatan gesekan antara kotak dan laminasi di ruangan yang sama akan jauh lebih kecil daripada antara kotak dan karpet dengan tumpukan panjang ke tumpukan yang lain. Dalam kasus pertama, memindahkan kotak cukup mudah, di yang kedua - sulit.

Peringatan! Jika guru mendeteksi plagiarisme dalam pekerjaan, bukan untuk menghindari masalah besar (hingga pemotongan). Jika Anda tidak memiliki kesempatan untuk menulis sendiri, pesan di sini.

Dua mayat dengan gesekan satu sama lain, mereka mengalami aksi hukum ketiga Newton. Gaya gesekan yang bekerja pada objek pertama sama dengan nilai gaya gesekan yang mempengaruhi objek kedua. Tetapi kedua kekuatan ini memiliki arah yang berlawanan.

Apa yang diukur

Sifat fisik gesekan terdiri dari interaksi atom dan molekul tubuh yang bersentuhan satu sama lain.

Dalam fisika, itu adalah kebiasaan untuk menandatangani kekuatan gesekan huruf Latin besar dengan TR.: F Tr. .

Mengukur nilai fisik ini dilakukan di Newton (H).

Jenis gaya gesekan dengan contoh

Tergantung pada sifat gerakan dan jenis permukaan yang berinteraksi satu sama lain, beberapa klasifikasi konsep gesekan dibedakan.

Dalam arah tindakan

Dengan sifat pergerakan tubuh, pasukan gesekan dibedakan:

  1. Beristirahat . Itu selalu memiliki nilai nol dan terjadi ketika kedua tubuh disentuh, yang beristirahat relatif satu sama lain.
  2. Tergelincir . Ini adalah jenis gesekan klasik yang terjadi ketika dua tubuh meluncur relatif satu sama lain. Nilai dari nilai ini tergantung pada berat badan (semakin besar massa, semakin besar gaya gesekan) dan sifat permukaan (meluncur di atas tanah).
  3. Berguling-guling . Gaya ini muncul ketika satu objek bergulir di atas permukaan yang lain (mobil di jalan). Berkat penemuan bahwa kekuatan gesekan ketika bergulir kadang-kadang kurang dibandingkan dengan kekuatan gesekan selama slide, nenek moyang kita dan menemukan salah satu penemuan utama kemanusiaan - roda.
  4. Verifikasi . Jenis kekuatan ini muncul ketika satu tubuh berputar di atas permukaan yang lain.

Dengan jenis permukaan yang berinteraksi

Gesekan itu sendiri juga beberapa spesies:

  1. Kering. Itu terjadi ketika ada sentuhan seorang teman permukaan padat.
  2. Kental (cair). Itu terjadi ketika padatan disentuh dengan cairan atau gas. Sebagai aturan, kekuatan gesekan vencous jauh lebih sedikit gesekan kering.
  3. Campuran. Tampak antara permukaan padatan yang ketat, di antara lapisan pelumasnya berada.

Gesekan internal dan eksternal

Gesekan terjadi:

Eksternal terjadi ketika benda padat akan datang. Internal memanifestasikan dirinya dalam interaksi gas atau cairan. Di dalam satu tubuh, perpindahan lapisan relatif satu sama lain.

Koefisien gesekan.

Untuk membuat perhitungan gaya gesekan, perlu untuk mengetahui koefisien gesekan (K), yang tergantung pada bahan permukaan dan tidak memiliki satuan pengukuran dalam sistem SI.

Koefisien gesekan adalah kuantitas fisik yang konstan, yang nilainya untuk semua macam tubuh dapat dikenali dari tabel.

Koefisien gesekan.

Formula untuk menghitung gaya gesekan

Untuk tubuh yang berada pada permukaan horizontal Perhitungan gaya gesekan dibuat oleh formula:

\ (F_tr = k \ kali n \)

Di mana K adalah koefisien gesekan, dan N adalah kekuatan reaksi dukungan.

Dari formula untuk menghitung kekuatan gesekan, jelas bahwa selain koefisien gesekan, perlu untuk mengetahui kekuatan reaksi dukungan (n), yang sama dengan kekuatan gravitasi dan tergantung pada berat badan ( M) dan mempercepat jatuh bebas (g):

\ (N = m \ kali g \)

Saat mengendarai badan Dengan permukaan cenderung Formula untuk menemukan gaya gesekan rumit:

\ (F = k \ kali m \ kali g \ kali \ cos \ alpha \)

Dimana \ (\ cos \ alpha \) - Ini adalah rasio sudut kategori untuk hipoteneus dari segitiga yang dihasilkan.

Tubuh pada permukaan miring

Tergantung pada kondisi tugas menemukan gaya gesekan, perlu untuk memilih untuk menghitung salah satu formula di atas.

Jadwal ketergantungan gaya injeksi dari gaya traksi

Jadwal ketergantungan gaya injeksi dari gaya traksi
  • Penentuan kekuatan gesekan
  • Jenis gaya gesekan
  • Bagaimana menemukan kekuatan gesekan?
  • Formula gaya gesekan
  • Literatur yang disarankan dan tautan yang bermanfaat
  • Gaya gesekan, video
  • Gaya gesekan muncul dari kontak permukaan dua benda fisik yang bergerak satu sama lain. Teori gesekan karena pikiran itu khawatir oleh pikiran kemanusiaan, insinyur kuno: pembangun piramida Mesir, Stonehenge di Inggris atau stonestorms misterius pada Pulau Paskah, mereka semua (juga, dan rekan-rekan modern mereka) memecahkan masalah mendesak yang terkait dengan dengan gesekan dan cara meminimalkannya. Bagaimanapun, kekuatan gesekan membuatnya sulit untuk memindahkan beban berat di tanah (batu yang sama untuk piramida atau stonehenge), dan untuk memfasilitasi tugas ini, leluhur kami yang jauh telah menemukan penemuan yang bermanfaat sebagai roda dan banyak penemuan penting lainnya telah dibuat. Dalam artikel kami, kami akan melihat kekuatan gesekan dalam aspek fisik, kami akan menganalisis bagaimana tindakannya pada mereka atau badan-badan lain, yang ada jenis dan formulas untuk menghitung.

    Penentuan kekuatan gesekan

    Apa itu gaya gesekan? Definisi klasik terdengar seperti ini: kekuatan gesekan adalah gaya yang muncul ketika kedua tubuh dihubungi selama pergerakan dan mencegah gerakan ini. Dengan kata lain, semakin banyak kekuatan gesekan antara tubuh, semakin sulit untuk memindahkannya relatif satu sama lain. Adapun sifat fisik gesekan, itu muncul sebagai akibat dari interaksi antara atom dan molekul tubuh berhubungan satu sama lain.

    Perlu juga dicatat bahwa dengan gesekan kedua tubuh, undang-undang Newton ketiga bertindak pada mereka: kekuatan gesekan yang bertindak pada tubuh pertama (tubuh a) sama dengan kekuatan gesekan yang bekerja pada badan kedua (b) Hanya modul yang merupakan arah yang berlawanan.

    gesekan

    Dalam gambar ini, gaya gesekan yang bertindak pada kulkas sama dengan kekuatan gesekan yang berakting di lantai, tetapi kekuatan-kekuatan ini diarahkan ke sisi yang berlawanan.

    Jenis gaya gesekan

    Tergantung pada sifat gerakan tubuh, jenis gaya gesekan tersebut dibedakan sebagai:

    • Beristirahat. Gaya gesekan sisanya terjadi ketika kedua tubuh akan datang, yang, bagaimanapun, tidak bergerak relatif satu sama lain, dan nol.
    • Tergelincir. Slip force gesekan adalah ilustrasi paling klasik tentang aksi gesekan, terjadi ketika tubuh geser relatif satu sama lain. Ini mempengaruhi besarnya (daripada lebih, semakin banyak kekuatan gesekan), sifat permukaan (tentu saja, ketika kekuatan gesekan akan berkali-kali lebih sedikit daripada saat meluncur di tanah).
    • Bergulir. Gaya gesekan bergulir muncul ketika satu tubuh menggulung permukaan yang lain, misalnya, ketika mengendarai sepeda atau mobil. Saat bergulir, gaya gesekan jauh lebih sedikit daripada saat meluncur. Ini adalah yang berpengalaman, secara empiris mendirikan nenek moyang yang jauh yang menemukan roda - penemuan terbesar dalam sejarah sains dan teknologi.
    • Penggalian. Gaya gesekan giliran dimanifestasikan ketika tubuh tunggal diputar di atas permukaan lainnya.
    Jenis gaya gesekan

    Adapun gesekan itu sendiri, itu juga terjadi beberapa spesies:

    • Kering - memanifestasikan dirinya dalam kontak permukaan padat.
    • Kental, juga gesekan serupa disebut cairan, muncul saat menghubungi padatan dengan cairan atau gas. Misalnya, gesekan kental (cair) diterapkan pada kapal yang mengambang di atas air, serta pada permukaan air. Kekuatan gesekan vencous biasanya jauh lebih sedikit gesekan kering.
    • Campur, terjadi ketika ada lapisan pelumas antara permukaan yang bersentuhan.

    Fakta yang menarik: di pengepungan Konstantinopel pada tahun 1453, Turki untuk mem-bypass rantai khusus, menghalangi jalan menuju kapal-kapal Turki di Teluk Golden Horn menarik mereka di darat. Dan untuk mengurangi kekuatan gesekan ketika memindahkan kapal perang besar yang besar membuat lantai dari rel kayu, yang berlimpah dengan lemak babi. Dengan demikian, karena pelumas dan gesekan campuran, kekuatan yang jauh lebih sedikit daripada dengan friction dry, Turki berhasil mewujudkan niat mereka, membawa para pembela Konstantinopel ke dalam kebingungan yang tulus.

    Sultan Mehmed II mengawasi pengangkutan kapalnya

    Sultan Mehmed II mengamati gerbong kapal-kapalnya.

    Seperti yang dapat Anda lihat, pengetahuan tentang hukum fisika dan mekanik lebih dari sekali dan tidak dua menemukan perwujudan praktis mereka dalam kehidupan nyata.

    Tetapi kembali dari sejarah lagi untuk fisika, gesekan juga dibagi menjadi eksternal dan internal. Gesekan eksternal adalah karakteristik dari interaksi benda yang solid secara eksklusif. Gesekan internal ditandai dengan viskositas dan terjadi dalam interaksi cairan atau gas, dan interaksi tersebut dapat terjadi di dalam tubuh tunggal kondisional. Misalnya, di perairan Samudra Dunia, ada arus yang berbeda, dengan air yang lebih dingin atau lebih hangat, dalam interaksi aliran ini di antara mereka dan gesekan batin terjadi.

    Bagaimana menemukan kekuatan gesekan?

    Untuk menghitung gaya gesekan, Anda perlu mengetahui koefisien gesekan K, yang tergantung pada sifat permukaan. Koefisien gesekan adalah nilai konstan dan nilainya dapat diperoleh dari tabel khusus.

    koefisien gesekan.

    Selain koefisien gesekan, perlu untuk mengetahui kekuatan reaksi dukungan N, yang, pada dasarnya, sama dengan kekuatan gravitasi (gravitasi) tergantung pada massa tubuh (M) dan mempercepat kejatuhan bebas . Formula-nya akan memiliki bentuk berikut:

    N = m * g

    Di mana M adalah massa tubuh, dan G adalah akselerasi jatuh bebas, ini adalah nilai konstan 9,8 m / s 2.

    Formula gaya gesekan

    Gaya gesekan dihitung dengan reaksi dukungan N dan koefisien gesekan K. Formula gaya gesekan akan memiliki bentuk berikut:

    F. Tr. = K * n.

    Dalam beberapa rumus, koefisien gesekan K ditunjukkan oleh simbol μ.

    Perhitungan yang ditulis di atas valid dalam kasus paling sederhana ketika tubuh terletak pada permukaan yang benar-benar horizontal.

    kekuatan gesekan pada permukaan horizontal

    Jika pergerakan terjadi pada bidang miring, maka perhitungan gaya gesekan agak lebih rumit. Tubuh, seperti sebelumnya, bertindak kekuatan gravitasi dan reaksi dari dukungan permukaan, tetapi tidak dalam satu arah.

    kekuatan gesekan pada permukaan miring

    Dengan demikian, rumus gaya gesekan untuk tubuh, yang bergerak di sepanjang permukaan miring, akan memiliki bentuk berikut:

    F. Tr. = K * m * g * cosα.

    Di mana k adalah koefisien gesekan, berat badan m - tubuh, konstanta gravitasi (ingat bahwa itu adalah 9,8 m / s 2), COSα adalah rasio dari kategori yang berdekatan dengan sudut, ke segitiga hipothenuze (cosinus).

    Rumus gesekan.

    Dalam menentukan kekuatan gesekan pada permukaan cenderung, hubungan antara fisika dan geometri jelas dimanifestasikan.

    Literatur yang disarankan dan tautan yang bermanfaat

    • Gaya gesek. Zftsh, mipt. Tanggal lilin 14 Februari 2019.
    • Buku Pegangan Fisika Yenohovich A. S. - Pencerahan, 1978. - P. 85. - 416 p.
    • Zaitsev A. K. Dasar-dasar pengajaran tentang gesekan, keausan dan pelumasan mobil. Bagian 1. Gesekan pada mesin. Teori, perhitungan dan desain bantalan dan paku geser. Mashgiz. M.-l. - 1947. 256 p.
    • Bowden F. P., Tabor D. Gesekan dan pelumasan padatan. Universitas Oxford Press, 2001.Person Bo N. J. J.: Geser geser. Prinsip dan aplikasi fisik. Springer, 2002.
    • Popov V. L. Kontaktmechanik und Reibung. Ein lehr-und anwendungsbuch von der nanotribologie BIS zur numerischen simulasi, springer, 2009.
    • Rabinowicz E. Gesekan dan aus bahan. Wiley-Interscience, 1995.

    Gaya gesekan, video

    Dan pada akhir video edukasi di artikel kami.

    Author: Pavel Chaika, editor jurnal

    Saat menulis artikel itu mencoba menjadikannya yang paling menarik, bermanfaat dan berkualitas tinggi. Saya akan berterima kasih atas umpan balik dan kritik konstruktif dalam bentuk komentar pada artikel tersebut. Juga keinginan / pertanyaan / penawaran Anda dapat menulis ke mail [email protected] atau di Facebook, dengan hormat, penulis.

    Gesekan - Proses interaksi antara gerakan relatif mereka (perpindahan) atau ketika tubuh bergerak dalam media gas atau cair. Berbeda dipanggil. interaksi gesekan. (eng. Gesekan. ). Studi tentang proses gesekan terlibat dalam bagian fisika, yang disebut mekanisme interaksi gesekan, atau tribologi.

    Frekuensi terutama memiliki sifat elektronik, asalkan substansi dalam kondisi normal. Dalam keadaan superkonduktor dari suhu kritis, "sumber" gesekan utama adalah fonon, dan koefisien gesekan dapat berkurang beberapa kali. [Tautan 1] .

    Gaya gesek

    Tampilan

    Di hadapan gerakan relatif dari dua badan kontak gesekan yang timbul dari interaksi mereka, dapat dibagi menjadi:

    • Geser geser. - Kekuatan yang timbul dalam gerakan yang tepat dari salah satu badan kontak / interaksi relatif terhadap yang lain dan bertindak pada tubuh ini ke arah yang berlawanan dengan arah slide.
    • Geser bergulir. - Momen pasukan yang timbul dari bergulir satu dari dua badan kontak / interaksi relatif terhadap yang lain.
    • Gesekan istirahat - Paksa timbul di antara dua badan kontak dan mencegah terjadinya gerakan relatif. Kekuatan ini harus diatasi untuk membawa dua mosi kontak relatif satu sama lain. Ini terjadi pada mikro (misalnya, selama deformasi) pada badan kontak. Itu bertindak ke arah yang berlawanan dengan arah gerakan relatif yang mungkin.

    Dalam fisika interaksi, gesekan dibuat untuk membagi:

    • Kering Ketika berinteraksi tubuh padat tidak dipisahkan oleh lapisan / pelumas tambahan (termasuk pelumas padat) - kasus yang sangat jarang terjadi dalam praktik. Fitur khas karakteristik dari gesekan kering adalah adanya kekuatan gesekan yang signifikan;
    • Batas Ketika area kontak dapat berisi lapisan dan bagian dari sifat yang berbeda (film oksida, cairan, dan sebagainya) - kasus paling umum oleh gesekan geser.
    • Campuran Ketika area kontak berisi bagian gesekan kering dan cair;
    • cairan (kental) , dengan interaksi tubuh yang dipisahkan oleh lapisan tubuh padat (bubuk grafit), cair atau gas (pelumasan) dari berbagai ketebalan - sebagai aturan, terjadi selama gesekan gulungan, ketika tubuh sayap keras tenggelam dalam cairan, gesekan kental Nilai ditandai dengan viskositas media;
    • Elashohydrodinnamic. Ketika gesekan internal dalam bahan pelumas sangat penting. Ini terjadi dengan meningkatnya kecepatan relatif gerakan.

    Karena kompleksitas proses fisik-kimia yang terjadi di wilayah interaksi gesekan, proses gesekan tidak pada dasarnya merupakan deskripsi dengan bantuan metode mekanika klasik.

    Hukum Amoton - Keren

    Karakteristik gesekan utama adalah koefisien gesekan. \ Mu.yang ditentukan oleh bahan-bahan dari mana permukaan tubuh yang berinteraksi dilakukan.

    Dalam kasus paling sederhana, kekuatan gesekan F.dan beban normal (atau daya Normal reaksi) N_ {normal}ketidaksetaraan terkait.

    | F |. \ leqslant \ mu {n_ {normal}},

    Berlaku untuk kesetaraan hanya di hadapan gerakan relatif. Rasio ini disebut Hukum Amoton - Coulomb.

    Hukum Amoton - Coulomb dengan adhesi

    Untuk sebagian besar pasangan bahan, nilai koefisien gesekan \ Mu.tidak melebihi 1 dan berada di kisaran 0,1 - 0,5. Jika koefisien gesekan melebihi 1 (\ MU> 1)Ini berarti bahwa ada kekuatan antara badan kontak. Adhesi N_ {adhesion}dan rumus untuk menghitung perubahan koefisien gesekan ke

    \ Mu = \ frac {f} {n_ {normal} + n_ {adhesion}}.

    Nilai aplikasi

    Gesekan dalam mekanisme dan mesin

    Dalam sebagian besar mekanisme tradisional (DVS, mobil, gear gear, dll.) Gesekan memainkan peran negatif, mengurangi efisiensi mekanisme. Untuk mengurangi gaya gesekan, berbagai minyak alami dan sintetis dan pelumas digunakan. Dalam mekanisme modern, tujuan ini juga menggunakan pelapis (film tipis) hingga detailnya. Dengan miniaturisasi mekanisme dan penciptaan sistem mikroelektromekanis (MEMS) dan sistem nanoelectromechanical (nams) besarnya gesekan dibandingkan dengan kekuatan yang beroperasi pada mekanisme meningkat dan menjadi sangat signifikan (\ Mu \ geqslant 1)Dan pada saat yang sama tidak dapat dikurangi oleh pelumas konvensional, yang menyebabkan minat teoritis dan praktis yang signifikan dari insinyur dan ilmuwan ke daerah ini. Untuk menyelesaikan masalah gesekan, metode baru penurunannya dalam kerangka tribologi dan sains permukaan dibuat ( Inggris ).

    Kopling dengan permukaan

    Kehadiran gesekan memberikan kemampuan untuk bergerak di permukaan. Jadi, ketika berjalan dengan tepat, tepatnya karena gesekan, sol dengan lantai terjadi, sebagai akibat dari mana tolakan lantai dan gerakan maju. Kopling roda mobil (motor) dengan permukaan jalan dipastikan. Secara khusus, untuk meningkatkan peningkatan kopling ini, bentuk-bentuk baru dan jenis karet khusus untuk ban dikembangkan, dan anti-alur dipasang pada mobil balap, lebih kuat mesin penekan ke trek.

    Lihat juga

    Majalah.

    literatur

    • Dreagin B. V. Apa itu gesekan? M.: Ed. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet, 1963.
    • Kravelsky I. V., Shcheders V. S. Pengembangan ilmu gesekan. Gesekan kering. M.: Ed. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet, 1956.
    • Frolov, K.V. (ed.) Tribologi Modern: Hasil dan Prospek . LKI, 2008.
    • Bowden F. P., Tabor D. Gesekan dan pelumasan padatan. Universitas Oxford Press, 2001.
    • Persson Bo N. j.: Gesekan geser. Prinsip dan aplikasi fisik. Springer, 2002.
    • Popov V. L. Kontaktmechanik und Reibung. Ein lehr-und anwendungsbuch von der nanotribologie bis zur numerischen simulasi , Springer, 2009.
    • Rabinowicz E. Gesekan dan keausan bahan. Wiley-Interscience, 1995.

    Tautan

    Gaya gesekan muncul ketika dua permukaan bersentuhan dan bergerak relatif satu sama lain. Proses studi fisika, khususnya mekanika. Ini menganggap undang-undang dasar yang dapat diterima oleh tubuh ketika mereka dipindahkan dan berinteraksi, mengetahui penyebab yang mempengaruhi perubahan posisi subyek.

    Definisi dan sifat gaya gesekan

    Force Force F. Tr. Itu terjadi ketika Anda menyentuh dua tubuh. Ini menciptakan hambatan untuk gerakan mereka lebih lanjut.

    Penyebab kekuatan gesekan

    Ini terjadi ketika interaksi atom dan molekul dari mana item terdiri. Oleh karena itu, sifat penampilannya adalah gelombang elektromagnetik. Bertindak dalam dua arah, diarahkan ke kedua tubuh.

    Dalam hal ini, nilainya dalam modul tidak berubah. Jika kekuatan bertindak pada salah satu dari dua badan kontak, maka itu mempengaruhi yang lain.

    Pada subjek yang tersisa tanpa gerakan, kekuatan gesekan istirahat dipengaruhi. Sementara nilainya akan melebihi intervensi eksternal, mencoba menggeser subjek, itu tidak akan mengubah posisi.

    Gaya gesek

    Ketika besarnya meningkat ke batas tertentu, akan ada langkah di tempat baru. Kemudian gaya geser geser muncul, arahannya berlawanan dengan perpindahan subjek.

    Karena tindakan gesekan, tidak mungkin untuk bergerak selamanya. Gerakan akan berakhir setelah waktu tertentu. Jika kekuatan eksternal lagi melebihi nilai gesekan istirahat, maka gerakan akan dilanjutkan.

    Jenis gaya gesekan

    Jenis gesekan utama:

    1. Beristirahat. Ia menolak faktor eksternal yang mencoba menggeser tubuh. Dengan ketidakhadiran mereka, nilainya sama dengan nol.

    2. Tergelincir. Ini secara langsung tergantung pada koefisien gesekan dan nilai-nilai gaya yang dengannya permukaan menempatkan tekanan pada tubuh. Arah tindakannya selalu tegak lurus terhadap permukaan. Ini biasanya lebih rendah dari kekuatan gesekan pelatih maksimum.

    3. Bergulir. Itu terjadi ketika satu tubuh menggulung permukaan yang lain. Misalnya, ketika menghubungi roda sepeda berkuda dengan mahal atau ketika mekanisme bantalan berjalan. Ini memiliki efek yang jauh lebih kecil daripada gesekan slip, jika kondisi yang tersisa dianggap tidak berubah. Penemuannya telah sangat diperlukan untuk teknologi. Roda dan bagian bundar, posisi berputar dan berubah, adalah dasar dari banyak mekanisme dan pekerjaan kendaraan.

    4. Penggalian. Tampaknya ketika satu item mulai berputar di atas permukaan yang lain.

    Jenis gaya gesekan

    Gesekan itu sendiri mungkin beberapa jenis:

    1. Kering. Memanifestasikan kontak permukaan padat. Mereka tidak mengamati bahan dan lapisan lain. Di alam dan kehidupan seperti itu sangat jarang.

    2. Kental. Ini juga disebut cairan. Itu terjadi ketika tubuh padat berinteraksi dengan cairan atau gas. Mereka dapat mengalir melewati subjek stasioner. Atau bergerak dalam zat cair atau gas. Misalnya, kapal ditarik pada tali tali. Tubuh membuatnya menavigasi lapisan atas cairan atau gas. Seolah-olah itu menariknya. Pada gilirannya, itu bertindak pada lapisan lain di bawah ini. Semakin jauh dari tubuh, semakin rendah kecepatan lapisan. Ini disebabkan oleh penurunan pengaruh subjek yang solid. Gaya gesekan muncul di antara lapisan, karena tubuh bergerak relatif satu sama lain. Itu mengarah pada pengereman mereka, yang berarti bertindak pada padat, menghentikannya. Suhu menentukan tingkat viskositas zat. Misalnya, itu berkurang ketika minyak dipanaskan. Itu terlihat jelas pada pekerjaan motor mobil. Ketika mobil itu dalam cuaca dingin untuk waktu yang lama, mesin harus terlebih dahulu menghangatkan untuk meningkatkan kecepatan rotasinya. Kecanduan pakan gas. Viskositas tumbuh dengan meningkatnya suhu.

    3. Campuran. Diamati ketika ada lapisan pelumas antara tubuh yang bersentuhan dengan permukaan.

    Gesekan vencous.

    Gesekan juga dibagi menjadi batin dan eksternal. Yang terakhir terjadi ketika interaksi padatan. Jadi Anda dapat mengaitkan gesekan kering.

    Bagian dalam ditandai dengan viskositas. Ini dalam interaksi cairan atau gas yang terjadi pada perpindahan di dalam satu tubuh ketika lapisan bergerak relatif satu sama lain.

    Cara Menemukan Gaya Gesekan

    delapan belas

    Untuk menemukan kekuatan gesekan, Anda perlu mengetahui koefisien gesekan K, tergantung pada sifat-sifat permukaan. Ini adalah nilai konstan, nilai yang diambil dari tabel.

    Tabel Koefisien Gesekan

    Kekuatan reaksi dari dukungan juga diperlukan. Nilai yang diinginkan ditentukan oleh pekerjaan dua nilai:

    F. Tr. = K * n

    Huruf k ditunjukkan oleh koefisien. Anda juga dapat memenuhi simbol μ. Biasanya dalam kisaran dari 0,1 hingga 1.

    Misalnya, untuk karet bergerak di sepanjang aspal kering, saat mengemudi, itu berkisar antara 0,5 hingga 0,8. Dengan meluncur logam pada pohon - 0,4, besi untuk besi cor - 0,18.

    Dukungan Reaksi Daya Tidak berbeda dari jumlah gravitasi, tergantung pada berat tubuh. Oleh karena itu, nilainya sama dengan produk berat badan (M) untuk mempercepat jatuh bebas (g).

    N = m * g

    Ini adalah nilai konstan 9,8 m / c². Aturan ini bertindak ketika Anda harus berurusan dengan permukaan horizontal. Kekuatan gravitasi dan reaksi dukungan saling menyeimbangkan. Oleh karena itu, mereka dianggap nilai yang sama.

    11111.

    Jika ada gerakan pada bidang cenderung, kursus penalaran berubah agak. Untuk subjek, kekuatan gravitasi dan reaksi dukungan masih berakting, tetapi tidak dalam satu arah.

    Ketika pengetahuan tentang sudut kemiringan pesawat ke cakrawala, formula diubah dan menjadi bentuk sebagai berikut:

    N = k * m * · g * · cosα

    Di sini perlu dipandu oleh fakta bahwa cosinus adalah rasio dari kategori yang berdekatan dengan sudut ke segitiga hypotenneus. Ini adalah salah satu kasus yang membuktikan hubungan fisika dan trigonometri yang erat.

    Contoh pemecahan masalah

    Tugas, untuk menerapkan pengetahuan yang terkait dengan kekuatan gesekan, akan membantu mengkonsolidasikan materi.

    Tugas. Di lantai ada kotak berat 7 kg. Koefisien gesekan antara itu dan lantai adalah 0,3. Ke kotak Terapkan daya sama dengan 14 N. Apakah akan bergerak dari tempat?

    900.

    Keputusan.

    Kotaknya ada di pesawat horizontal. Tunduk pada aksi gravitasi, yang menyamakan reaksi dukungan. Mereka diarahkan tegak lurus ke dalam kotak dan lantai. Ini berarti bahwa untuk menentukan kekuatan reaksi dukungan, Anda perlu melipatgandakan massa kotak untuk akselerasi:

    N = m * g;

    N = 10 kg * 9,8 m / s² = 98 kg * m / s² = 98 n;

    FTr. = k * n;

    FTr. = 0.3 · * 98h = 29.4 N.

    Jawaban: Nilai yang diperoleh melebihi upaya yang melekat pada kotak dari samping, sejak 29.4 N> 14 N. Ini berarti akan tetap di tempat awal.

    Gaya gesekan hadir dalam hidup terus-menerus. Ini mencegah objek untuk bergerak dan menentang slip jangka panjang mereka dan bergerak. Nilainya tergantung pada permukaan yang harus mereka sentuh, sifat dan karakteristiknya.

    Area kontak tidak diperhitungkan, tetapi itu penting posisi tubuh. Misalnya, gaya yang timbul ketika mobil bergerak di sepanjang permukaan datar berbeda dari nilai saat bergerak melalui area pegunungan, terletak di sudut ke cakrawala. Dan jika mobil harus bergerak di jalan basah, nilai berubah lagi.

    Apa kekuatan gesekan

    Badan berinteraksi satu sama lain dengan cara yang berbeda. Salah satu jenis interaksi adalah gesekan. Sebelum berurusan dengan seluk-beluk gesekan kering dan kental, mereka akan menanggapi dua pertanyaan. Apa kekuatan gesekan, dan kapan itu terjadi?

    Apa itu gaya gesekan?

    Kekuatan gesekan adalah gaya yang timbul dalam kontak dengan tubuh dan mencegahnya dengan gerakan relatif.

    Gesekan terjadi karena interaksi antara atom dan molekul tubuh ketika mereka bersentuhan satu sama lain.

    Sifat kekuatan gesekan adalah elektromagnetik.

    Adapun interaksi lain, hukum Newton ketiga adil untuk gesekan. Jika gaya gesekan bertindak pada salah satu dari dua badan interaktif, maka kekuatan yang sama dalam modul bertindak pada badan lain ke arah yang berlawanan.

    Kekuatan gesekan hujan dan gaya gesekan geser

    Gesekan kering dan kental yang berbeda, kekuatan gesekan damai, gaya gesekan geser, gaya gesekan bergulir.

    Gesekan kering adalah gesekan yang terjadi antara benda padat dengan tidak adanya lapisan cair atau gas di antara mereka. Pasukan gesekan ditujukan untuk menghubungi permukaan.

    Bayangkan itu pada tubuh, misalnya, sebuah bar berbaring di atas meja, ada beberapa kekuatan eksternal. Kekuatan ini berupaya memindahkan bilah dari tempat kejadian. Sementara tubuh sedang beristirahat, kekuatan gesekan perdamaian dan, sebenarnya, kekuatan eksternal bertindak di bar. Kekuatan gesekan sisanya sama dengan kekuatan eksternal dan menyeimbangkannya.

    Ketika kekuatan eksternal melebihi beberapa nilai batas F. тр.max, bar bergeser dari tempat itu. Ini juga menindaklanjuti kekuatan gesekan, tetapi ini bukan lagi kekuatan gesekan istirahat, tetapi kekuatan gesekan slip. Slip Gaya gesekan diarahkan ke arah gerakan yang berlawanan, dan tergantung pada kecepatan tubuh.

    Kekuatan gesekan hujan dan gaya gesekan geser

    Ketika memecahkan masalah fisik, kekuatan gesekan slip sering diambil sama dengan kekuatan maksimum gesekan istirahat, dan ketergantungan pada gaya gesekan pada kecepatan relatif dari pergerakan tubuh yang diabaikan.

    Kekuatan gesekan hujan dan gaya gesekan geser

    Gambar di atas menunjukkan karakteristik gesekan kering yang sebenarnya dan ideal. Seperti yang kita lihat, pada kenyataannya, gaya gesekan grip bervariasi tergantung pada kecepatan, tetapi perubahannya tidak terlalu bagus sehingga mereka tidak dapat diabaikan.

    Perlu bantuan guru?

    Kami menggambarkan tugas - dan para ahli kami akan membantu Anda!

    Gaya gesekan sebanding dengan kekuatan reaksi normal dari dukungan.

    F. тр=F. тр.max=μN.

    Apa koefisien slip gesekan?

    μ- Koefisien proporsionalitas, yang disebut koefisien gesekan geser. Itu tergantung pada bahan-bahan dari badan kontak dan propertinya. Koefisien geser geser adalah nilai tanpa dimensi yang tidak melebihi unit.

    Kekuatan gesekan hujan dan gaya gesekan geser

    Pasukan gesekan bergulir muncul saat bergulir tel. Biasanya, ketika memecahkan tugas yang mereka lalai.

    Gesekan vencous dalam cairan dan gas

    Gesekan vencous terjadi ketika tubuh dalam cairan dan gas terjadi. Kekuatan gesekan kental juga ditujukan untuk arah yang berlawanan dengan pergerakan tubuh, tetapi kekuatan gesekan yang jauh lebih kecil jauh lebih sedikit. Istirahat membebaskan diri saat gesekan kental.

    Perhitungan kekuatan gesekan vencous lebih rumit daripada perhitungan gaya gesekan geser. Pada kecepatan rendah gerakan tubuh dalam cairan, gaya gesekan kental sebanding dengan kecepatan tubuh, dan pada kecepatan tinggi - kuadrat kecepatan. Koefisien proporsionalitas tergantung pada bentuk tubuh, juga perlu memperhitungkan sifat-sifat media itu sendiri, di mana gerakan terjadi.

    Misalnya, kekuatan gesekan kental dalam air dan minyak akan berbeda, karena cairan ini memiliki viskositas yang berbeda.

    Gaya gesek - Ini adalah kekuatan yang timbul dari gerakan satu tubuh di sepanjang permukaan tubuh lain dan diarahkan berlawanan dengan arah gerakan.

    Gaya gesekan melambat.

    Gaya gesekan selalu muncul ketika permukaan tubuh bergerak bersentuhan.

    Alasan gesekan:

    satu. penyimpangan permukaan kontak; 2. Dengan permukaan yang sangat halus - aksi daya tarik molekul.

    Yyv.png.

    Besarnya gaya gesekan tergantung pada:

    satu. sifat menghubungi permukaan;

    2. Kekuatan yang menekan permukaan. Semakin banyak daya yang menekan tubuh ke permukaan, semakin banyak kekuatan gesekan.

    Pergantian gesekan antara permukaan yang berbeda mencirikan koefisien gesekan, misalnya,

    Baja baja - \ (0,24 \);

    Karet pada aspal - \ (0,45 \);

    Karet pada aspal basah - \ (0,2 \).

    Gesekan adalah Berguna , misalnya, tanpa gesekan, kita tidak bisa membuat langkah (gesekan lebih sedikit di atas es, jadi lebih sulit untuk melakukannya), Kekuatan istirahat gesekan Mengizinkan subjek tetap di tempat mereka, itu tidak memungkinkan untuk menyelipkan dukungan yang menampung di situs sekrup dan paku, serta utas di jaringan. Tanpa gesekan, mobil dan sepeda tidak dapat bergerak ke arah yang diinginkan.

    Gesekan meningkat menggunakan ban musim dingin, pasir bersabar musim dingin, menggunakan mekanisme gigi, dll.

    Namun, gesekan juga berbahaya Ini mempengaruhi pemanasan dan keausan detail mekanisme yang bersentuhan.

    Fenomena ini dihilangkan dengan menggunakan pelumas, menggantikan gesekan geser geser bergulir (menggunakan roda dan bantalan).

    Ke arah yang berlawanan dengan pergerakan tubuh, gaya resistance juga valid.

    Kekuatan yang timbul ketika tubuh bergerak dalam gas atau dalam cairan dan penangguhan gerakan disebut resistensi daya .

    Gaya resistance tergantung pada:

    satu. sifat-sifat medium (dalam air semakin sulit untuk dijalankan daripada oleh tanah);

    2. bentuk tubuh;

    3. Kecepatan gerakan (semakin tinggi kecepatan, semakin banyak resistansi meningkat).

    Untuk menghilangkan kekuatan resistansi, tubuh terpasang bulat, formulir rata (ramping).

    Tinggi-speedrail-1.jpg

    Bentuk ramping dari kereta berkecepatan tinggi.

    Добавить комментарий