Gesekan

Table of Contents

Pada laman ini akan dibahas tentang gesekan, dimana gesekan yang akan diuraikan adalah materi dasar sebagaimana dipaparkan pada mata kuliah statika struktur. Dibagian laman ini akan dibahas menjadi dua bagian yaitu penomena gesekan dan pengaplikasian gesekan dalam mesin. Namun, sebelum membahas tentang gesekan akan disampaikan pendahuluan untuk mengulas beberapa hal yang berkaitan dengan gesekan yang dimaksud. 

Gambar 1. Continuously Variable Transmission (CVT),

Sumber : https://www.liveabout.com/

 

Pada gambar 1 merupakan contoh gesekan dalam sebuah mesin, dimana diartikan bahwa diameter penggerakan dan pully yang digerakkan dapat berubah – ubah untuk merubah transmisi rasio. Gesekan antara logam belt dan pully adalah factor utama proses desain. Bisa diasumsikan bahwa gaya gesek dan reaksi antara kontak permukaan bergerak atau bertindak secara normal terhadap permukaan. Asumsi ini akan dibahas juga pada laman ini nantinya, dimana merupakan suatu interaksi antara permukaan hasil dan sebagaimana diilustrasikan sebagai berikut ini:

Gambar 2. Smooth Surfaces

 <!--more-->

Meskipun asumsi tersebut seing dilibatkan relatifitasnya hanya sedikit eror, dimana juga merupakan permasalah dalam harus menghubungkan pertimbangan kontak permukaan untuk mendukung tangensial sebagai gaya normal. Gaya tangensial dihasilkan antara menghubungkan permukan yang disebut sebagai gaya gesek dan terjadi beberapa derajat dalam interaksi antara semua permukaan nyata. Kapanpun ada kecenderungannya untuk satu kontak permukaan sebagian disepanjang permukaan lainnya, gaya gesek berkembang selalu dalam reaksi kecenderungan berlawanan.

Beberapa tipe mesin dan proses diinginkan untuk meminimalisir efek perlambatan gaya gesek. Contoh adalah bearing semua tipe, kekuatan skrup, gear, aliran fluida dalam pipa, dan penggerak pesawat dan rudal melalui atmoper. Pada situasi lain diharpkan untuk memaksimalkan efek gesekan, seperti break, sabuk, penggerak belt, dan irisan. Kendaraan beroda rongga pada gesekan untuk memulai dan menghentikan, dan seperti jalan kaki bisa bergantung pada gesekan antara Sepatu dan tanah. Gaya gesek merupakan menghadirkan secara natural dan keluar di semua mesin seberapa akurat konstusinya dan hati – hati pelumasannya. Sebuh mesin atau proses yang gesekannya cukup sedikit diabaikan dikatakan ideal. Ketika gaya gesek harus diperhitungkan, mesin atau proses adalah istilah nyata. Dalam semua kasus dimana terjadi gerak gesek antara bagian, maka gaya gesek menghasilakan hilangnya energi yang hilang dalam bentuk panas. Kehausan adalah efek lain dari gesekan.

Terkait dengan penomena gesekan yang disampaikan hanya secara singkat tentang tipe resistensi gesekan pada mesin. Pada penomena yang dimaksud lebih banyak disampaikan terkait dengan penomena gesekan yang bersifat kering. Adapun beberapa jenis gesekan pada gesekan yaitu gesekan kering, gesekan fluida dan gesekan internal.

Gesekan kering dimaksud yaitu terjadi ketika pada permukaan tanpa pelumasan dari suatu yang padat bersentuhan dalam kondisi meluncur atau kecenderungan meluncur. Gaya gesek tangensial dengan permukanan kontak terjadi selama interval menjelang terjadinya selip maupun pada saat terjadinya terjadinya selip. Arah gaya gesek ini selalu menolak gerak atau menghambat gerak.  Tipe ini gesekan disebut sebagai Gesekan Coulomb (Coulomb friction). Prinsip dari kesekan kering dan gesekan coulomb dikembangkan selama dari eksperimen coulomb di 1781 dan karya tahun 1831 hingga 1834. Dipembahasan berikutnya akan dijelaskan model analatik yang cukup untuk menangani sebagian besar masalah yang melibatkan kesekan kering, yang dimana mdel ini merupakan menjadi dasar sebagian pada pembahasan ini.

Gesekan fluida terjadi ketika lapisan – lapisan yang berdekatan dalam suatu fluida cair atau gas bergerak dengan kecepatan berbeda. Gerak penyebab gaya kesekan antara elemen fluida, dan gaya ini berganntung pada kecepatan relative antara lapisan. Jika tidak ada kecepatan relative maka tidak ada gesekan fludia. Gesekan fluida tidak hanya tergantung nilai kecepatan di dalam fluida tapi juga pada kecepatan dari fluida, yang merupakan ukuran resistensi terhadap aksi gesekan antara lapisan fluida. Gesekan mekanika fluida dan tidak akan dibahas lebih lanjut pada laman ini.

Gesekan internal terjadi pada semua bahan pada yang mengalami pembebanan siklik.  Untuk material yang elastic, pemulihan dari deformasi terjadi dengan sedikit kehilangn energi karena akibat gesekan internal. Untuk material yang mempunyai batas elastisitas dan yang mengalami deformasi plastis yang cukub besar selama pembebanan, maka akan terjadi gesekan internal dapat menyertai deformasi yang dimaksud. Mekanisme gesekan internal dikaitkan dengan aksi deformasi  gesekan, yang dibahas dalam referensi material sains. Secara umum laman ini membahas efek eksternal dari gaya – gaya, tentunya tidak akan dibahas lebih jauh pembahasan terkait dengan gesekan lebih lanjut.

Kesekan kering di dilaman ini menjelaskan gesekan kering yang berkeja pada permukaan luar benda tegar. Sekarang akan disampaikan atau dijelaskan terkait dengan mekanisme gesekan kering dengan menjelaskan dengan sedikit lebih sederhana.

Mempertimbangkan suatu blok pada massa m bertumpu pada permukaan horizontal, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3a. Diasumsikan hubungan permukaan yang mempunyai beberapa kekasaran. Ekperimen yang melibatkan penerapan gaya horizontal P yang terus menerus meningkat dari nol hingga suatu niali yang cukup untuk menggerakan balok dan memberikan kecepatan lebih besar. Diagram gaya bebas blok untuk nilai P apapun ditunjukkan pada gambar  3b, dimana gaya gesek tangensial dilakukan oleh bidang pada balok diberi label F. Aksi gaya gesek ini pada bodi akan selalu berada pada arah yang menentang gerak atau kecenderungan terhadap gerak benda. Ada juga gaya normal N yang dalam hal ini sama dengan mg, total gaya R dilakukan oleh permukaan pendukung pada blok adalah resultan dari N dan F.

Gambar 3.

Pandangan yang diperbesar tentang ketidakteraturan permukaan yang berhubungan gambar 3c, membutuhkan untuk dianalisis aksi mekanika geseknya. Dukungan tentu bersifat intermiten dan ada di punuk gabungan. Arah masing – masing reaksi pada blik, R1, R2, R3 dan seterusnya, tidak hanya bergantung pada profil geometri ketidakteraturan teteaou juga oada luas local deformasi pada setiap titik kontak. Total gaya normal N merupakan jumlah dari komponen n dari R’s dan total gaya gesekan F merupakan jumlah dari t komponen dari R’s. Ketika permukaan berada dalam gerakan relative, lebih dekat disepanjang puncak punuk, dan t komponen membutuhkan observasi untuk menjelaskan katak yang diketahui bahwa gaya P yang diperlukan untuk mempertahankan gerak umumnya lebih kecil daripada gaya yang diperlukan untuk memulai balok ketika ketidakteraturan berada lebih dekat pada mesh.

Jika dieksperimenkan dan mecatat gaya gesek F sebagai fungsi P, akan diperoleh hubungan seperti pada gambar 3d. Ketika P adalah nol, kesetimbangan mensyaratkan titik adanya gaya gesek. Sebagai P bertambah, gaya gesek harus sama dan beralwanan dengan P selama balok tidak tergelincir. Selama periode ini blok tersebut berada dalam kesetimbangan, dan semua gaya yang bekerja pada blik harus memenuhi persamaan setimbangan. Terakhir, mencapai nilai P yang menyebabkan terselip dan berpindah atau bergerak searah dengan gaya yang diberikan. Pada saat yang sama gaya gesek berkurang sedikit tiba – tiba. Pada dasarnya tetap konstan selama beberapa waktu tetapi kemudian kecepatan semakin berkuran seiring meningkatkan kecepatannya. 

Next...