Pekerjaan laboratorium No. 3 “Pengukuran koefisien gesekan geser"

Tujuan pekerjaan: mencari koefisien gesekan balok kayu yang meluncur sepanjang penggaris kayu, dengan menggunakan rumus F tr = = μР. Dengan menggunakan dinamometer, gaya yang diperlukan untuk menarik balok dengan beban pada permukaan horizontal ditentukan agar balok tersebut bergerak secara moderat. Gaya ini besarnya sama dengan gaya gesek F tr yang bekerja pada balok. Dengan menggunakan dinamometer yang sama, Anda dapat mengetahui berat balok yang diberi beban. Bobot ini modulusnya sama dengan gaya tekanan biasa N balok pada permukaan tempat balok itu meluncur. Setelah menentukan dengan cara ini nilai gaya gesekan pada nilai gaya tekanan biasa yang berbeda, Anda perlu membuat grafik ketergantungan F tr pada P dan menemukan nilai rata-rata koefisien gesekan(lihat pekerjaan No. 2).

Koefisien gesekan - Fisika dalam eksperimen dan eksperimen

Alat ukur utama dalam pekerjaan ini adalah dinamometer. Dinamometer mempunyai kesalahan Δ d =0,05 N. Sama dengan kesalahan pengukuran jika penunjuknya bertepatan dengan garis skala. Jika penunjuk tidak berimpit dengan garis skala pada saat proses pengukuran (atau berfluktuasi), maka kesalahan pengukuran gaya adalah sebesar ΔF = 0,1 N.

Alat ukur : dinamometer.

Bahan: 1) balok kayu; 2) penggaris kayu; 3) satu set beban.

Urutan pekerjaan.

1. Letakkan balok pada penggaris kayu horizontal. Tempatkan beban pada balok.

2. Setelah memasang dinamometer pada balok, tariklah sepelan mungkin di sepanjang penggaris. Pada saat yang sama, ukur pembacaan dinamometer.

3. Timbang balok dan beratnya.

4. Tambahkan beban ke-2 dan ke-3 pada beban pertama, setiap kali menimbang balok dan beban serta mengukur gaya gesekan.

Berdasarkan hasil pengukuran, isilah tabel:

5. Berdasarkan hasil pengukuran, buat grafik ketergantungan gaya gesekan pada gaya tekanan dan dengan menggunakannya tentukan nilai rata-ratanya koefisien gesekan μ rata-rata (lihat pekerjaan No. 2).

6. Hitung kesalahan relatif tertinggi dalam pengukuran koefisien gesekan. Karena.

(lihat rumus (1) pekerjaan No.2).

Dari rumus (1) dapat disimpulkan bahwa koefisien gesekan diukur dengan kesalahan yang lebih besar pada percobaan dengan satu beban (karena dalam hal ini penyebutnya memiliki nilai yang lebih kecil).

7. Temukan kesalahan absolutnya.

dan tulis jawabannya sebagai:

Diperlukan untuk mencari koefisien gesekan geser balok kayu yang meluncur sepanjang penggaris kayu.

Gaya gesekan geser.

dimana N adalah reaksi support; μ - bersama.

koefisien gesekan geser, dari mana μ=F tr /N;

Modulus gaya gesek sama dengan gaya yang diarahkan sejajar dengan permukaan geser, yang diperlukan untuk pergerakan seragam balok dengan beban. Modulus reaksi tumpuan sama dengan berat balok yang dibebani. Kedua gaya diukur menggunakan dinamometer sekolah. Saat memindahkan balok di sepanjang penggaris, penting untuk mencapai gerakan yang seragam sehingga pembacaan dinamometer tetap tidak berubah dan dapat ditemukan dengan lebih akurat.

Berat balok dengan beban R, N.

Mari kita hitung kesalahan relatifnya:

Terlihat bahwa kesalahan relatif besar akan terjadi pada percobaan dengan beban minimum, karena penyebutnya lebih kecil.

Mari kita hitung kesalahan absolutnya.

Koefisien gesekan geser yang diperoleh dari percobaan dapat ditulis sebagai: = 0,35 ± 0,05.

Pilih dengan mouse dan tekan CTRL ENTER.

Terima kasih banyak kepada semua orang yang membantu menjadikan situs web ini lebih baik! =)

Tesis

Bagaimana menemukan kekuatan gesekan geser f rumus gesekan. Rumus gaya gesekan. Ia selalu ada, karena tidak ada benda yang sepenuhnya mulus. Temukan gaya gesekan. Cara mencari koefisien gesekan Koefisien gesekan. Menemukan gaya gesekan. Rumus gaya gesekan. Suku cadang mobil tanpa pelumasan Sebelumnya menemukan gaya gesek, koefisien gesekan. Gaya gesek. Gaya gesekan, seperti dalam hampir semua kasus, kira-kira sama dengan gaya gesekan geser Bisa. KOEFISIEN GESEKAN itu Apa itu KOEFISIEN GESEKAN? Jika kita menyatakan berat suatu benda sebagai N, dan koefisien GESEKAN m, sisanya menentukan gaya. Koefisien gesekan Etu memaksa perlu mengatasi ketebalan yang berbeda - caranya. Pekerjaan laboratorium No. 3 “Pengukuran koefisien gesekan. GDZ untuk Pekerjaan Laboratorium No. 3 “Mengukur koefisien gesekan semaksimal mungkin memaksa gesekan. Jawaban | Laboratorium. Penentuan koefisien gesekan Ibarat menggunakan penggaris, gravitasi searah. Kalau tidak ada gesekan, sepertinya kita memperhitungkannya koefisien gesekan Kami menghitung gaya normal f.

Geser: Ftr = mN, dimana m adalah koefisien gesekan geser, N adalah gaya reaksi tumpuan, N. Untuk benda yang meluncur sepanjang bidang horizontal, N = G = mg, dimana G adalah berat benda, N; m – berat badan, kg; g – percepatan jatuh bebas, m/s2. Nilai koefisien tak berdimensi m untuk sepasang bahan tertentu diberikan dalam buku referensi. Mengetahui massa benda dan beberapa bahan. meluncur relatif satu sama lain, carilah gaya geseknya.

Kasus 2. Perhatikan sebuah benda yang meluncur sepanjang permukaan horizontal dan bergerak dengan percepatan seragam. Empat gaya bekerja padanya: gaya yang menggerakkan benda, gaya gravitasi, gaya reaksi tumpuan, dan gaya gesekan geser. Karena permukaannya horizontal, gaya reaksi tumpuan dan gaya gravitasi diarahkan sepanjang garis lurus yang sama dan saling seimbang. Perpindahan dijelaskan dengan persamaan: Fdv – Ftr = ma; dimana Fdv adalah modulus gaya yang menggerakkan benda, N; Ftr – modul gaya gesekan, N; m – berat badan, kg; a – percepatan, m/s2. Mengetahui nilai massa, percepatan benda dan gaya yang bekerja padanya, carilah gaya gesekan. Jika nilai-nilai ini tidak ditentukan secara langsung, lihat apakah ada data dalam kondisi di mana nilai-nilai ini dapat ditemukan.

Contoh soal 1: sebuah balok bermassa 5 kg yang terletak pada suatu permukaan dikenai gaya sebesar 10 N. Akibatnya, balok tersebut bergerak dengan percepatan beraturan dan melewati 10 dalam 10. Temukan gaya gesekan geser.

Persamaan gerak balok adalah: Fdv - Ftr = ma. Lintasan suatu benda untuk gerak dipercepat beraturan diberikan oleh persamaan: S = 1/2at^2. Dari sini Anda dapat menentukan percepatannya: a = 2S/t^2. Substitusikan kondisi berikut: a = 2*10/10^2 = 0,2 m/s2. Sekarang carilah resultan kedua gaya tersebut: ma = 5*0,2 = 1 N. Hitung gaya geseknya: Ftr = 10-1 = 9 N.

Kasus 3. Jika sebuah benda pada permukaan horizontal diam atau bergerak beraturan, menurut hukum kedua Newton gaya-gaya berada dalam kesetimbangan: Ftr = Fdv.

Contoh soal 2: sebuah balok bermassa 1 kg yang terletak pada permukaan datar diberi informasi, akibatnya balok tersebut menempuh jarak 10 meter dalam waktu 5 sekon dan berhenti. Tentukan gaya gesekan geser.

Seperti pada contoh pertama, gaya geser balok dipengaruhi oleh gaya gerak dan gaya gesekan. Akibat dampak ini, tubuh berhenti, yaitu. keseimbangan datang. Persamaan gerak balok : Ftr = Fdv. Atau: N*m = ma. Balok meluncur dengan percepatan seragam. Hitung percepatannya seperti pada soal 1: a = 2S/t^2. Substitusikan nilai besaran dari kondisi: a = 2*10/5^2 = 0,8 m/s2. Sekarang carilah gaya gesekan: Ftr = ma = 0,8*1 = 0,8 N.

Kasus 4. Sebuah benda yang meluncur secara spontan sepanjang bidang miring dikenai tiga gaya: gravitasi (G), gaya reaksi tumpu (N) dan gaya gesekan (Ftr). Gravitasi dapat ditulis dalam bentuk berikut: G = mg, N, dimana m adalah berat badan, kg; g – percepatan jatuh bebas, m/s2. Karena gaya-gaya ini tidak diarahkan sepanjang satu garis lurus, tuliskan persamaan geraknya dalam bentuk vektor.

Dengan menambahkan gaya N dan mg sesuai aturan jajar genjang, diperoleh resultan gaya F'. Dari gambar tersebut dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: N = mg*cosα; F' = mg*sinα. Dimana α adalah sudut kemiringan bidang. Gaya gesekan dapat ditulis dengan rumus: Ftr = m*N = m*mg*cosα. Persamaan gerak berbentuk: F’-Ftr = ma. Atau: Ftr = mg*sinα-ma.

Kasus 6. Sebuah benda bergerak beraturan sepanjang permukaan miring. Artinya menurut hukum kedua Newton, sistem berada dalam keadaan setimbang. Jika geser terjadi secara spontan, maka gerak benda mengikuti persamaan: mg*sinα = Ftr.

Jika gaya tambahan (F) diterapkan pada benda, sehingga mencegah gerak dipercepat beraturan, persamaan geraknya berbentuk: mg*sinα–Ftr-F = 0. Dari sini, carilah gaya gesek: Ftr = mg*sinα- F.

Gesekan adalah proses fisik yang tanpanya gerakan itu sendiri tidak akan ada di dunia kita. Dalam fisika, untuk menghitung nilai absolut gaya gesek, perlu diketahui koefisien khusus untuk permukaan gesekan yang ditinjau. Artikel ini akan menjawab pertanyaan tersebut.

Gesekan dalam fisika

Sebelum menjawab pertanyaan tentang bagaimana mencari koefisien gesekan, perlu diketahui apa itu gesekan dan gaya apa yang dimilikinya.

Dalam fisika, ada tiga jenis proses yang terjadi antara benda padat. Ini meluncur dan bergulir. Gesekan statis terjadi setiap kali ada gaya eksternal yang mencoba menggerakkan suatu benda. Gesekan geser, seperti namanya, terjadi ketika suatu permukaan meluncur di atas permukaan lainnya. Terakhir, gesekan menggelinding muncul ketika suatu benda bulat (roda, bola) menggelinding pada suatu permukaan.

Semua jenis disatukan oleh fakta bahwa mereka mencegah gerakan apa pun dan titik penerapan gaya mereka berada di area kontak permukaan dua benda. Selain itu, semua jenis ini mengubah energi mekanik menjadi panas.

Penyebab terjadinya gaya gesek geser dan statis adalah adanya kekasaran berskala mikroskopis pada permukaan yang bergesekan. Selain itu, jenis ini disebabkan oleh dipol-dipol dan jenis interaksi lain antara atom dan molekul yang membentuk benda gesekan.

Penyebab gesekan menggelinding berhubungan dengan histeresis deformasi elastis yang muncul pada titik kontak antara benda menggelinding dengan permukaan.

Gaya gesekan dan koefisien gesekan

Ketiga jenis gaya gesek benda padat digambarkan dengan persamaan yang mempunyai bentuk yang sama. Mari kita berikan:

Di sini N adalah gaya yang bekerja tegak lurus permukaan benda. Ini disebut reaksi dasar. Nilai µ t disebut koefisien jenis gesekan yang sesuai.

Koefisien geser dan gesekan statis merupakan besaran tak berdimensi. Hal ini dapat dipahami dengan melihat persamaan gaya gesek dan koefisien gesek. Ruas kiri persamaan dinyatakan dalam newton, ruas kanan juga dinyatakan dalam newton, karena besaran N adalah gaya.

Sedangkan untuk gesekan menggelinding, koefisiennya juga merupakan besaran tak berdimensi, tetapi didefinisikan sebagai perbandingan sifat linier deformasi elastis terhadap jari-jari benda menggelinding.

Harus dikatakan bahwa nilai tipikal koefisien gesekan geser dan statis adalah sepersepuluh kesatuan. Untuk koefisien ini setara dengan seperseratus dan seperseribu satuan.

Bagaimana cara mencari koefisien gesekan?

Koefisien µ t bergantung pada sejumlah faktor yang sulit diperhitungkan secara matematis. Mari kita daftar beberapa di antaranya:

• bahan permukaan gosok;
• kualitas perawatan permukaan;
• adanya kotoran, air, dll;
• suhu permukaan.

Oleh karena itu, tidak ada rumus untuk µ t, dan harus diukur secara eksperimental. Untuk memahami cara mencari koefisien gesekan, harus dinyatakan dari rumus F t. Kita punya:

Ternyata untuk mengetahui µ t perlu dicari gaya gesek dan reaksi tumpuan.

Eksperimen terkait dilakukan sebagai berikut:

1. Ambil contoh badan dan pesawat yang terbuat dari kayu.
2. Kaitkan dinamometer ke badan dan gerakkan secara merata di permukaan.

Dalam hal ini dinamometer menunjukkan gaya tertentu, yaitu sebesar F t. sama dengan berat benda pada permukaan horizontal.

Metode yang dijelaskan memungkinkan Anda untuk memahami berapa koefisien gesekan statis dan geser. Dengan cara serupa, Anda dapat menentukan µ t rolling secara eksperimental.

Metode eksperimental lain untuk menentukan µ t diberikan dalam bentuk soal di paragraf berikutnya.

Masalah untuk menghitung µt

Balok kayu berada di permukaan kaca. Dengan memiringkan permukaan secara bertahap, diketahui bahwa geseran balok dimulai pada sudut kemiringan 15 o. Berapakah koefisien gesek statis pasangan kayu-kaca?

Ketika balok berada pada bidang miring dengan sudut 15 o, gaya gesek diamnya mempunyai nilai maksimum. Itu sama dengan:

Gaya N ditentukan dengan rumus:

Menerapkan rumus untuk µ t, kita mendapatkan:

µ t = F t /N = m*g*sin(α)/(m*g*cos(α)) = tan(α).

Mengganti sudut α, kita sampai pada jawabannya: µ t = 0,27.

(Pelajaran sekolah liburan untuk siswa kelas 8–9)

• Aktivasi aktivitas mental siswa.
• Pembentukan kemampuan umum untuk melakukan pengukuran fisik.
• Pembentukan kemampuan umum untuk melakukan verifikasi eksperimental hukum fisika.
• Terbentuknya kemampuan mensistematisasikan hasil yang diperoleh dalam bentuk tabel, kemampuan menarik kesimpulan berdasarkan percobaan.

Penyelenggaraan lokakarya: Seluruh siswa yang mengikuti lokakarya dibagi menjadi beberapa kelompok. Setiap kelompok siswa menerima tugas dengan deskripsi singkat tentang pekerjaannya.

Setelah menyelesaikan pekerjaan, siswa diharuskan menulis laporan. Laporan terdiri dari tabel, perhitungan nilai yang diinginkan dan kesalahannya, serta kesimpulan tentang pekerjaan.

Kemajuan

I.Pidato pembukaan guru:

Jika Anda meletakkan sebuah balok pada permukaan horizontal dan memberikan gaya yang cukup pada balok tersebut dalam arah horizontal, balok tersebut akan mulai bergerak. Sangat mudah untuk melihat bahwa dalam kasus ini empat gaya bekerja pada balok: dalam arah vertikal – gaya gravitasi P dan gaya reaksi tumpuan Q, sama besarnya dan berlawanan arah; dalam arah horizontal – gaya traksi F dan berlawanan arah dengan gaya gesek FM.

Agar balok dapat bergerak beraturan dan lurus, modulus gaya traksi harus sama dengan modulus gaya gesek.

Metode pengukuran gaya gesekan didasarkan pada hal ini. Gaya traksi harus diterapkan pada balok, yang akan mempertahankan gerak linier seragam benda ini. Gaya traksi ini digunakan untuk menentukan modulus gaya gesekan.

II. Bengkel.

Penugasan ke kelompok I.

Tentukan koefisien gesekan geser ketika sebuah balok bergerak sepanjang permukaan meja mendatar.

Peralatan: tribometer, penggaris kayu, balok kayu berlubang tiga; dinamo meter; satu set beban mekanis.

Perintah kerja .

1. Hitunglah nilai pembagian skala dinamometer.
2. Ukur berat balok dengan menggunakan dinamometer. Catat hasil pengukuran berat badan pada tabel.
3. Ukur gaya gesek geser balok yang diberi beban di atas meja. Untuk melakukan ini, gerakkan balok dengan beban secara merata melintasi meja menggunakan dinamometer.
4. Catat hasil pengukuran pada tabel.
5. Memuat balok dengan satu, dua atau tiga beban, ukur gaya gesekan pada setiap wadah. Masukkan data ke dalam tabel.
6. Hitung koefisien gesekan geser
7. Tentukan kesalahan instrumental dari koefisien gesekan.
8. Menarik kesimpulan.

Sangat mudah untuk memverifikasi bahwa dalam kasus benda yang bergerak sepanjang permukaan horizontal, gaya tekanan normal sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut: T=P. Hal ini memungkinkan kita menghitung koefisien gesekan:

Harga pembagian skala dinamometer, c.d. = 0,1 N.

1. Berat balok dan bebannya kita tentukan dengan menggunakan dinamometer dan dicatat dalam tabel.

2. Dengan menggerakkan balok secara merata di sepanjang penggaris kayu, kita menentukan gaya traksi yang sama dengan gaya gesekan. Kami mencatat nilainya di tabel.

3. Kami menentukan koefisien gesekan untuk setiap pengukuran gaya gesekan dan memasukkannya ke dalam tabel.

4. Menentukan kesalahan pengukuran untuk setiap nilai koefisien gaya gesek.

1. Koefisien gesekan adalah 0,2.
2. Kesalahan pengukuran instrumental sebesar 0,06.
3. Koefisien gesekan geser pada saat suatu benda saling bergerak sepanjang permukaan meja adalah suatu nilai konstan yang tidak bergantung pada gaya tekanan normal.

2. Bandingkan koefisien gesekan statis, geser dan gelinding. Menarik kesimpulan.

Peralatan: dinamometer, balok kayu, pemberat dengan dua pengait - 2 pcs., pensil bulat - 2 pcs.

Urutan pekerjaan.

2. Ukur berat balok dengan dua beban dengan menggunakan dinamometer. Tuliskan hasil pengukuran berat badan pada buku catatan anda.

3. Ukur gaya gesek statik maksimum balok di atas meja. Untuk melakukan ini, letakkan balok di atas meja dan dua beban di atas balok; Pasang dinamometer ke balok dan gerakkan balok dengan beban. Catat pembacaan dinamometer yang sesuai dengan awal pergerakan balok.

4. Ukur gaya gesek geser balok dengan beban di atas meja. Untuk melakukan ini, gerakkan balok dengan beban secara merata melintasi meja menggunakan dinamometer. Tuliskan hasil pengukuran gaya pada buku catatanmu.

5. Ukur gaya gesekan menggelindingkan balok di atas meja. Untuk melakukan ini, letakkan balok dengan dua beban pada dua pensil bundar dan gerakkan balok secara merata melintasi meja menggunakan dinamometer. Tuliskan hasil pengukuran gaya pada buku catatanmu.

6. Buatlah kesimpulan tentang gaya mana yang lebih besar:
a) berat badan atau gaya gesekan statis maksimum?
b) gaya gesek statik maksimum atau gaya gesek geser?
c) gaya gesek geser atau gaya gesek gelinding?

7. Bandingkan koefisien gesekan statik, gesekan geser dan gesekan guling.

a) Berat benda lebih besar dari gaya gesek statis maksimum.

b) Gaya gesek statik maksimum lebih besar dari gaya gesek geser.

c) Gaya gesek geser lebih besar dari gaya gesek gelinding.

d) Dengan berat benda yang konstan, koefisien gesekan mempunyai nilai terendah pada saat benda menggelinding, dan tertinggi pada saat diam.

3. Tentukan koefisien gesekan geser ketika sebuah balok bergerak sepanjang permukaan karet, potongan kayu yang belum dipoles, atau amplas.

Peralatan: dinamometer, balok kayu, pemberat dengan dua pengait - 2 pcs., sepotong linoleum, potongan kayu tanpa diampelas, amplas.

Urutan pekerjaan.

1. Hitung nilai pembagian skala dinamometer.
2. Ukur berat balok dengan menggunakan dinamometer. Catat hasil pengukuran berat badan pada tabel.
3. Ukur gaya gesek geser balok yang diberi beban pada permukaan karet, penggaris kayu yang tidak diampelas, dan pada permukaan amplas. Untuk melakukan ini, gerakkan balok dengan beban secara merata melintasi meja menggunakan dinamometer. Catat hasil pengukuran pada tabel.
4. Hitung koefisien gesekan geser.
5. Menarik kesimpulan.

Nilai pembagian skala dinamometer, c.d = 0,1 N.

1. Gaya gesekan:

a) tergantung pada jenis permukaan gosok.
b) tergantung pada kekasaran permukaan gosok.
c) semakin besar kekasaran permukaan maka semakin besar pula koefisien gesekannya.

2. Cara menambah atau mengurangi gaya gesek geser :

Meningkatkan: meningkatkan kekasaran permukaan gosok, menuangkan partikel (serutan, serbuk gergaji, pasir) di antara permukaan gosok.

Mengurangi: menggerinda, memoles permukaan gosok, mengoleskan pelumas.

Tugas kelompok II.

Mengukur koefisien gesekan geser menggunakan bidang miring

Peralatan: penggaris kayu dari tribometer, balok kayu, penggaris pengukur, tripod.

Perintah kerja.

1. Dengan menggunakan tripod, kencangkan penggaris pada sudut terhadap meja.
2. Tempatkan balok pada penggaris kayu yang dipasang miring.
3. Dengan mengubah sudut kemiringan penggaris, tentukan sudut maksimum balok yang masih diam.
4. Ukur panjang alas penggaris dan tinggi naiknya penggaris.
5. Hitung nilai koefisien gesek geser kayu terhadap kayu dengan menggunakan rumus :

6. Hitung kesalahan pengukuran.
7. Kesimpulan.

Data eksperimental.

Kami mengukur tinggi tanjakan dan panjang alas penggaris.

1. Koefisien gesekan adalah 0,3.
2. Kesalahan pengukuran 0,0016.

2.Pengukuran koefisien gesekan geser, melalui gulingnya balok

Peralatan: balok kayu, penggaris kayu dari tribometer, benang, penggaris siswa.

Urutan pekerjaan.

Dasar pemikiran teoretis: Tempatkan balok dengan benang diikatkan pada tepi panjangnya pada permukaan horizontal meja dan tarik benangnya. Jika benang dipasang rendah di atas permukaan meja, balok akan tergelincir. Pada ketinggian tertentu h titik A pengikat benang, gaya tarik benang F menjungkirbalikkan balok.

Kondisi keseimbangan untuk kasus ini relatif terhadap titik – sudut guling:

Fh – mga/2 = 0;

Menurut hukum Newton II: F – Ftr = 0;

Memproses hasilnya.

4. Buatlah kesimpulan.

Perhitungan eksperimental.

a = 45 ± 1 mm, H= 80 ± 1mm.

1. Koefisien gesekan adalah 0,28.
2. Kesalahan pengukuran instrumental sebesar 0,0098.

3.Pengukuran koefisien gesekan geser dengan menggunakan pensil.

Peralatan: pensil, penggaris kayu dari tribometer, penggaris siswa.

Urutan pekerjaan.

Dasar pemikiran teoritis: Letakkan pensil secara vertikal di atas meja, tekan, miringkan dan amati pola jatuhnya. Pada sudut kemiringan yang kecil terhadap vertikal, pensil tidak tergelincir relatif terhadap permukaan meja, berapa pun besarnya gaya yang menekannya ke meja. Pergeseran dimulai dari sudut kritis tertentu, tergantung pada gaya gesekan.

Hukum kedua Newton kita tuliskan dalam proyeksi ke sumbu koordinat dengan sudut kemiringan yang sama dengan sudut kritis. (Kita mengabaikan gaya gravitasi mg yang bekerja pada pensil dibandingkan dengan gaya besar F).

Memproses hasilnya:

1. Hitung koefisien gesekan geser antara kayu dan kayu menggunakan rumus.
2. Tentukan kesalahan pengukuran.
3. Tuliskan jawaban yang diterima dengan memperhitungkan kesalahan pengukuran.
4. Buatlah kesimpulan.

Perhitungan eksperimental.

1. Pengolahan hasil

α = 30 0 ,

μ= cokelat α = sina/cosa

1. Koefisien gesekan adalah 0,58.

AKU AKU AKU. Kesimpulan lokakarya:

Gaya gesekan geser bergantung pada:

a) Dari jenis permukaan gosok.
b) Dari kekasaran permukaan gosok.
c) Berbanding lurus dengan gaya tekanan.
d) Koefisien gesekan geser pada saat benda saling bergerak pada suatu permukaan adalah nilai konstan yang tidak bergantung pada gaya tekanan normal.
e) Semakin besar kekasaran permukaan maka koefisien gesekannya semakin besar.

Definisi

Gaya gesek disebut gaya yang timbul selama gerak relatif (atau usaha menggerakkan) suatu benda dan merupakan akibat perlawanan terhadap pergerakan lingkungan atau benda lain.

Gaya gesekan timbul ketika benda yang bersentuhan (atau bagian-bagiannya) bergerak relatif satu sama lain. Dalam hal ini, gesekan yang timbul selama gerak relatif benda-benda yang bersentuhan disebut gesekan eksternal. Gesekan yang terjadi antar bagian suatu benda padat (gas, cair) disebut internal.

Gaya gesek merupakan suatu vektor yang arahnya bersinggungan dengan permukaan gesekan (lapisan). Selain itu, gaya ini diarahkan untuk melawan perpindahan relatif permukaan (lapisan) ini. Jadi, jika dua lapisan zat cair bergerak satu sama lain, sambil bergerak dengan kecepatan yang berbeda, maka gaya yang diterapkan pada lapisan yang bergerak dengan kecepatan lebih tinggi diarahkan ke arah yang berlawanan dengan gerakan tersebut. Gaya yang bekerja pada lapisan yang bergerak dengan kecepatan lebih rendah diarahkan sepanjang gerakan.

Jenis gesekan

Gesekan yang terjadi antar permukaan benda padat disebut kering. Hal ini terjadi tidak hanya ketika permukaan tergelincir, tetapi juga ketika mencoba menyebabkan permukaan bergerak. Dalam hal ini, timbul gaya gesekan statis. Gesekan luar yang timbul antara benda yang bergerak disebut kinematik.

Hukum gesekan kering mengatakan bahwa gaya gesekan statis maksimum dan gaya gesekan geser tidak bergantung pada luas permukaan kontak benda yang bersentuhan yang mengalami gesekan. Gaya-gaya ini sebanding dengan modulus gaya tekanan normal (N) yang menekan permukaan gosok:

dimana adalah koefisien gesek tak berdimensi (diam atau meluncur). Koefisien ini bergantung pada sifat dan kondisi permukaan benda gosok, misalnya pada adanya kekasaran. Jika gesekan terjadi akibat geser, maka koefisien gesekan merupakan fungsi kecepatan. Seringkali, alih-alih koefisien gesekan, sudut gesekan digunakan, yang sama dengan:

Sudutnya sama dengan sudut minimum kemiringan bidang terhadap cakrawala di mana benda yang terletak pada bidang tersebut mulai meluncur di bawah pengaruh gravitasi.

Hukum gesekan dianggap lebih akurat, yang memperhitungkan gaya tarik menarik antara molekul benda yang mengalami gesekan:

di mana S adalah luas kontak total benda, p 0 adalah tekanan tambahan yang disebabkan oleh gaya tarik-menarik molekul, dan merupakan koefisien gesekan sebenarnya.

Gesekan antara benda padat dan zat cair (atau gas) disebut kental (cair). Gaya gesekan viskos menjadi sama dengan nol jika kecepatan gerak relatif benda menjadi nol.

Ketika suatu benda bergerak dalam cairan atau gas, gaya hambatan medium muncul, yang bisa menjadi jauh lebih besar daripada gaya gesekan. Besarnya gaya gesek geser bergantung pada bentuk, ukuran dan kondisi permukaan benda, kecepatan benda relatif terhadap medium, dan viskositas medium. Pada kecepatan yang tidak terlalu tinggi, gaya gesekan dihitung dengan rumus:

dimana tanda minus berarti gaya gesekan mempunyai arah yang berlawanan dengan arah vektor kecepatan. Dengan meningkatnya kecepatan gerak benda dalam medium kental, hukum linier (4) menjadi kuadrat:

Koefisien dan sangat bergantung pada bentuk, ukuran, keadaan permukaan benda, dan viskositas medium.

Selain itu, gesekan menggelinding dibedakan. Sebagai perkiraan pertama, gesekan menggelinding dihitung menggunakan rumus:

di mana k adalah koefisien gesekan guling, yang memiliki dimensi panjang dan bergantung pada bahan benda yang bersentuhan dan kualitas permukaan, dll. N adalah gaya tekanan normal, r adalah jari-jari benda yang menggelinding.

Satuan gaya gesekan

Satuan dasar pengukuran gaya gesekan (seperti gaya lainnya) dalam sistem SI adalah: [P]=H

Dalam GHS: [P]=din.

Contoh pemecahan masalah

Contoh

Latihan. Sebuah benda kecil terletak pada piringan horizontal. Piringan berputar pada suatu sumbu yang melewati pusatnya, tegak lurus terhadap bidang dengan kecepatan sudut. Pada jarak berapa dari pusat piringan sebuah benda dapat berada dalam keadaan setimbang jika koefisien gesekan antara piringan dan benda tersebut sama dengan ?

Larutan. Mari kita gambarkan pada Gambar 1 gaya-gaya yang akan bekerja pada benda yang ditempatkan pada piringan yang berputar.

Sesuai dengan hukum kedua Newton kita mempunyai:

Dalam proyeksi ke sumbu Y dari persamaan (1.1) kita peroleh:

Dalam proyeksi ke sumbu X kita mempunyai:

dimana percepatan gerak suatu benda kecil sama besarnya dengan komponen normal percepatan total. Kami menemukan kekuatan istirahat sebagai:

kita memperhitungkan ekspresi (1.2), maka kita mendapatkan:

Mari kita samakan ruas kanan ekspresi (1.3) dan (1.5):

dimana benda kecil (karena benda tersebut diam pada piringan) bergerak dengan kecepatan yang sama dengan.