Geseran ialah fenomena yang kita hadapi dalam kehidupan seharian sepanjang masa. Adalah mustahil untuk menentukan sama ada geseran berbahaya atau bermanfaat. Melangkah walaupun di atas ais licin nampaknya satu tugas yang sukar; berjalan di atas permukaan asf alt yang kasar adalah suatu keseronokan. Alat ganti kereta tanpa pelincir haus lebih cepat.
Kajian tentang geseran, pengetahuan tentang sifat asasnya membolehkan seseorang menggunakannya.
Daya geseran dalam fizik
Daya yang timbul daripada pergerakan atau percubaan pergerakan satu jasad pada permukaan badan yang lain, diarahkan melawan arah pergerakan, dikenakan pada jasad yang bergerak, dipanggil daya geseran. Modulus daya geseran, formula yang bergantung pada banyak parameter, berbeza-beza bergantung pada jenis rintangan.
Jenis geseran berikut dibezakan:
• rehat;
• slip;
• bergolek.
Sebarang percubaan untuk memindahkan objek berat (kabinet, batu) dari tempatnya membawa kepada ketegangan kekuatan seseorang. Pada masa yang sama, tidak selalu mungkin untuk menetapkan objek bergerak. Geseran rehat mengganggu ini.
Keadaan berehat
Formula pengiraan untuk daya geseran statiktidak membenarkan kami menentukannya dengan cukup tepat. Berdasarkan undang-undang ketiga Newton, magnitud daya rintangan statik bergantung pada daya yang dikenakan.
Apabila daya bertambah, begitu juga daya geseran.
0 < Fmasalah rehat < Fmaks
Geseran rehat menghalang paku yang dipacu ke dalam kayu daripada jatuh; butang yang dijahit dengan benang dipegang kuat di tempatnya. Menariknya, rintangan rehat yang membolehkan seseorang berjalan. Lebih-lebih lagi, ia diarahkan ke arah pergerakan manusia, yang bercanggah dengan keadaan umum.
Fenomena gelongsor
Apabila daya luaran yang menggerakkan badan meningkat kepada nilai daya geseran statik terbesar, ia mula bergerak. Daya geseran gelongsor dipertimbangkan dalam proses menggelongsor satu jasad ke atas permukaan badan yang lain. Nilainya bergantung pada sifat permukaan yang berinteraksi dan daya tindakan menegak pada permukaan.
Formula pengiraan untuk daya geseran gelongsor: F=ΜP, dengan Μ ialah pekali kekadaran (geseran gelongsor), P ialah daya tekanan menegak (normal).
Salah satu daya penggerak ialah daya geseran gelongsor, yang formulanya ditulis menggunakan daya tindak balas sokongan. Disebabkan pemenuhan hukum ketiga Newton, daya tekanan normal dan tindak balas sokongan adalah sama dalam magnitud dan bertentangan arah: Р=N.
Sebelum anda menjumpai daya geseran, yang formulanya mengambil bentuk yang berbeza (F=M N), tentukan daya tindak balas.
Pekali rintangan gelongsor diperkenalkan secara eksperimen untuk dua permukaan gosokan, bergantung pada kualiti pemprosesan dan bahannya.
Jadual. Nilai pekali rintangan untuk pelbagai permukaan
| pp | Permukaan berinteraksi | Nilai pekali geseran gelongsor |
| 1 | Keluli+ais | 0, 027 |
| 2 | Oak+oak | 0, 54 |
| 3 | Kulit+besi tuang | 0, 28 |
| 4 | Gangsa+besi | 0, 19 |
| 5 | Gangsa+besi tuang | 0, 16 |
| 6 | Keluli+keluli | 0, 15 |
Daya geseran statik terbesar, formula yang ditulis di atas, boleh ditentukan dengan cara yang sama seperti daya geseran gelongsor.
Ini menjadi penting apabila menyelesaikan masalah untuk menentukan kekuatan rintangan pemanduan. Sebagai contoh, buku, yang digerakkan dengan tangan yang ditekan dari atas, meluncur di bawah tindakan daya rintangan rehat yang timbul di antara tangan dan buku. Jumlah rintangan bergantung pada nilai daya tekanan menegak pada buku.
Fenomena berguling
Peralihan nenek moyang kita daripada seret kepada kereta kuda dianggap revolusioner. Ciptaan roda adalah ciptaan terbesar manusia. Geseran bergolek yang berlaku apabila roda bergerak di atas permukaan adalah jauh lebih rendah dari segi magnitud berbanding rintangan gelongsor.
Kemunculan daya geseran bergolek dikaitkan dengan daya tekanan roda biasa pada permukaan, mempunyai sifat yang membezakannya daripada gelongsor. Disebabkan oleh ubah bentuk sedikit roda, daya tekanan yang berbeza timbul di tengah-tengah kawasan yang terbentuk dan di sepanjang tepinya. Perbezaan daya ini menentukan berlakunya rintangan bergolek.
Formula pengiraan untuk daya geseran bergolek biasanya diambil sama dengan proses gelongsor. Perbezaan hanya dilihat pada nilai pekali seretan.
Sifat penentangan
Apabila kekasaran permukaan gosokan berubah, nilai daya geseran juga berubah. Pada pembesaran tinggi, dua permukaan yang bersentuhan kelihatan seperti benjolan dengan puncak yang tajam. Apabila ditindih, bahagian badan yang menonjol adalah yang bersentuhan antara satu sama lain. Jumlah kawasan hubungan adalah tidak penting. Apabila bergerak atau cuba menggerakkan badan, "puncak" mewujudkan rintangan. Magnitud daya geseran tidak bergantung pada luas permukaan sentuhan.
Nampaknya dua permukaan licin sempurna seharusnya tidak mengalami rintangan sama sekali. Dalam amalan, daya geseran dalam kes ini adalah maksimum. Percanggahan ini dijelaskan oleh sifat asal usul kuasa. Ini ialah daya elektromagnet yang bertindak antara atom-atom badan yang berinteraksi.
Proses mekanikal yang tidak disertai dengan geseran dalam alam semula jadi adalah mustahil, kerana keupayaan untuk "mematikan"tiada interaksi elektrik antara jasad bercas. Kebebasan kuasa-kuasa penentangan daripada kedudukan badan bersama membolehkan kita memanggil mereka tidak berpotensi.
Adalah menarik bahawa daya geseran, formula yang berubah bergantung pada kelajuan jasad yang berinteraksi, adalah berkadar dengan kuasa dua kelajuan yang sepadan. Daya ini termasuk daya rintangan likat dalam cecair.
Pergerakan dalam cecair dan gas
Pergerakan jasad pepejal dalam cecair atau gas, cecair berhampiran permukaan pepejal disertai dengan rintangan likat. Kejadiannya dikaitkan dengan interaksi lapisan bendalir yang terperangkap oleh jasad pepejal dalam proses pergerakan. Kelajuan lapisan yang berbeza adalah punca geseran likat. Keanehan fenomena ini ialah ketiadaan geseran statik bendalir. Tanpa mengira magnitud pengaruh luaran, badan mula bergerak semasa berada dalam cecair.
Bergantung kepada kelajuan pergerakan, daya rintangan ditentukan oleh kelajuan pergerakan, bentuk badan yang bergerak dan kelikatan bendalir. Pergerakan dalam air dan minyak dari badan yang sama disertai dengan rintangan kehebatan yang berbeza.
Untuk kelajuan rendah: F=kv, dengan k ialah faktor kekadaran bergantung pada dimensi linear badan dan sifat medium, v ialah kelajuan badan.
Suhu bendalir juga mempengaruhi geseran di dalamnya. Dalam cuaca sejuk, kereta dipanaskan supaya minyak menjadi panas (kelikatannya berkurangan) dan membantu mengurangkan kemusnahan bahagian enjin yang bersentuhan.
Percepatan bergerak
Peningkatan ketara dalam kelajuan badan boleh menyebabkan kemunculan aliran bergelora, manakala rintangan meningkat secara mendadak. Nilainya ialah: kuasa dua kelajuan pergerakan, ketumpatan medium dan luas permukaan badan. Formula daya geseran mengambil bentuk yang berbeza:
F=kv2, dengan k ialah faktor kekadaran bergantung pada bentuk badan dan sifat medium, v ialah kelajuan badan.
Jika badan diperkemas, gelora boleh dikurangkan. Bentuk badan ikan lumba-lumba dan ikan paus ialah contoh sempurna undang-undang alam yang mempengaruhi kelajuan haiwan.
Pendekatan Tenaga
Untuk melakukan kerja-kerja menggerakkan badan terhalang oleh rintangan persekitaran. Apabila menggunakan undang-undang pengekalan tenaga, mereka mengatakan bahawa perubahan dalam tenaga mekanikal adalah sama dengan kerja daya geseran.
Kerja daya dikira dengan formula: A=Fscosα, di mana F ialah daya di mana jasad bergerak pada jarak s, α ialah sudut antara arah daya dan sesaran.
Jelas sekali, daya rintangan adalah bertentangan dengan pergerakan badan, di mana cosα=-1. Kerja daya geseran, formulanya ialah Atr=- Fs, nilainya adalah negatif. Dalam kes ini, tenaga mekanikal ditukar kepada tenaga dalaman (ubah bentuk, pemanasan).
