Perbedaan Utama –Sudut Gesekan vs. Sudut Istirahat
Sudut gesek dan sudut diam adalah dua sudut yang muncul dalam teknik mesin. Sudut istirahat juga memiliki kegunaan dalam mekanika tanah. Perbedaan yang menonjol antara sudut gesekan dan sudut diam adalah sudut gesekan didefinisikan sebagai sudut antara gaya reaksi normal dan gaya resultan gaya reaksi normal dan gesekan ketika sebuah benda baru mulai bergerak, sedangkan sudut diam didefinisikan sebagai sudut minimum bidang miring yang menyebabkan suatu benda meluncur ke bawah bidang tersebut. Kita akan melihat nanti bahwa kedua definisi ini setara.
Yang perlu anda ketahui tentang Sudut Gesekan
Sudut gesekan didefinisikan sebagai sudut yang dibuat antara gaya reaksi normal dan gaya resultan gaya reaksi normal dan gesekan. Mari kita telusuri definisi ini terlebih dahulu dan mencoba mengungkapkan sudut gesekan dalam bentuk rumus.
Menentukan sudut gesekan
Rajah di atas menunjukkan sebuah balok ditarik ke permukaan yang kasar. Jika gayanya kecil, gesekan statis () antara permukaan akan mencegah balok bergerak. Jika Anda perlahan-lahan meningkatkan tarikan, itu juga akan meningkat, menyeimbangkan gaya horizontal dan tetap mencegah balok bergerak. Namun, pada satu titik, balok itu akan mulai bergerak. Pada titik ini, gesekan statis telah mencapai batas atas, dan kita dapat menggambarkan gesekan maksimum ini sebagai koefisien gesekan dan gaya reaksi normal.
Diagram vektor di sebelah kanan menunjukkan jumlah dan . Dari definisi yang kita miliki di atas, adalah sudut gesekan. Dengan menggunakan trigonometri, kita dapat menyatakan sudut ini sebagai . yaitu, sudut gesekan antara dua permukaan sama dengan tangen terbalik dari koefisien gesekan antara kedua permukaan tersebut.
Yang perlu anda ketahui tentang Sudut Istirahat?
Sudut diam adalah sudut maksimum yang dapat dimiringkan suatu permukaan dari horizontal, sehingga suatu benda di atasnya hanya dapat tetap berada di permukaan tanpa meluncur ke bawah. Sekali lagi, mari kita lihat dulu diagram situasinya.
Menentukan Sudut Istirahat
Ketika benda akan bergerak , besarnya gesekan diberikan oleh . Benda juga dalam keadaan setimbang (benda akan bergerak , tetapi belum bergerak!) jadi dengan mengambil gaya yang bekerja sepanjang bidang, kita dapat mengatakan,
.
Menyelesaikan gaya tegak lurus terhadap pesawat, kita miliki,
Sekarang, kita ambil rasio dari ekspresi ini:
.
Menggunakan identitas trigonometri , dan menghilangkan faktor persekutuan. kita mendapatkan . Jadi, kita mendapatkan:
Untuk sudut gesekan , kita memiliki dan kita melihat bahwa ini adalah ekspresi yang sama yang kita dapatkan untuk sudut istirahat juga. Maka dari itu, sudut gesekan sama dengan sudut diam .
Dalam mekanika tanah, sudut diam adalah istilah untuk sudut terdangkal dari tumpukan tanah yang menyebabkan partikel tanah mulai berjatuhan. Antlion memanfaatkan sudut ini ketika mereka membangun perangkap mereka (lihat di bawah):
Antlion membuat perangkap pasir ini untuk menangkap semut dan serangga kecil lainnya. Sisi-sisi perangkap ini berada pada sudut istirahat. Ketika semut mengembara ke dalam lubang, gangguan tersebut menyebabkan pasir mulai menggelinding ke bawah, sehingga semut sulit untuk melarikan diri. Kemudian semut yang bersembunyi di dasar perangkap, keluar dan menangkap semut.
Perbedaan Antara Sudut Gesekan dan Sudut Istirahat
Pada dasarnya, sudut diam dan sudut gesekan adalah sama, diberikan oleh tangen terbalik dari koefisien gesekan antara dua permukaan. Perbedaan mereka terletak pada cara mereka dijelaskan.
Keterangan
Sudut Gesekan adalah sudut yang dibuat antara gaya reaksi normal dan gaya resultan antara gaya gesekan dan gaya reaksi normal, ketika sebuah benda baru mulai bergerak di sepanjang permukaan.
Angle of Repose adalah sudut paling dangkal dari sebuah tanjakan di mana sebuah objek di atasnya akan mulai meluncur ke bawah.
Di mana deskripsi berlaku
Definisi sudut gesekan dapat diterapkan pada semua jenis permukaan.
Definisi sudut diam hanya dapat digunakan jika ada permukaan miring.
Referensi
Bansal, RK (2002). Buku Ajar Mekanika Teknik. New Delhi: Publikasi Laxmi.
Gambar Courtesy
“perangkap lubang pasir antlion 2” oleh Michal Maňas (Pekerjaan sendiri) [ CC BY-SA 2.0 ], melalui flickr
