Apa Itu Gesekan Coulomb?

Gesekan Coulomb adalah kuantifikasi sederhana dari gaya gesekan yang ada antara dua permukaan kering yang bersentuhan satu sama lain. Semua perhitungan gesekan adalah perkiraan, dan pengukuran ini, yang dikembangkan pada tahun 1785 oleh Charles-Augustin de Coulomb sebagai penyempurnaan dari model klasik Leonardo da Vinci, hanya bergantung pada prinsip-prinsip dasar gerak. Diasumsikan bahwa permukaan kontak cukup seragam dan bahwa koefisien gesekan yang harus diatasi agar gerakan dapat dimulai telah ditetapkan dengan baik untuk bahan yang bersentuhan. Ini juga menjelaskan gaya normal yang melibatkan tarikan gravitasi, baik dalam gerakan horizontal langsung ke gaya normal atau pada kemiringan vektor.

Perhitungan teknik mesin sering menggunakan rumus gesekan Coulomb karena kesederhanaannya, dan dapat disesuaikan untuk mengakomodasi gesekan statis benda yang tidak bergerak atau gesekan kinetik benda yang saling meluncur. Model ini mengasumsikan bahwa bahan adalah padatan kaku, tanpa pelumas atau cairan atau gas lain di antara mereka. Meskipun hukum gesekan Coulomb bekerja dengan baik dengan bahan-bahan ini, di mana senyawa semi-lunak seperti karet terlibat atau permukaan logam yang dipoles, perhitungannya kurang akurat.

Guillaume Amontons, seorang penemu Prancis, menyempurnakan perhitungan gesekan Leonardo da Vinci pada tahun 1699, dan Coulomb menggunakan ini sebagai dasar pemahamannya tentang gesekan. Tiga aturan fisika berlaku untuk permukaan kering, dengan dua yang pertama dikenal sebagai hukum Amonton dan yang ketiga sebagai hukum Coulomb. Dua yang pertama menyatakan bahwa gaya gesekan berbanding lurus dengan beban dan tidak tergantung pada bidang kontak yang terlihat antara bahan. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gesekan kinetik benda yang bergerak tidak tergantung pada kecepatan geser sebenarnya dari benda tersebut.

Koefisien gesekan Coulomb adalah gaya statis yang sedikit lebih tinggi daripada gaya gerak ketika dua bahan dalam keadaan diam saat bersentuhan satu sama lain. Koefisien gesekan ini terkenal untuk banyak bahan sederhana dan murni dan diberikan sebagai bilangan tanpa satuan. Untuk permukaan kering, koefisien gesekan kayu terhadap beton adalah 0.62, untuk polistirena terhadap baja sebesar 0.3 hingga 0.35, dan untuk baja terhadap Teflon® sebesar 0.04. Angka-angka ini digunakan untuk menghitung gaya yang diperlukan untuk mengatasi gesekan statis, yang dikenal sebagai gaya gesekan, dengan mengalikan koefisien gesekan kali gaya normal. Gaya normal adalah massa bahan dikalikan dengan tarikan gravitasi, dengan perhitungan vektor ditambahkan jika kedua permukaan bergerak naik atau turun secara miring melawan tarikan gravitasi, atau ke arah itu.

Peredam gesekan Coulomb adalah efek gesekan yang selalu berlawanan dengan arah gerak. Ini dinyatakan sebagai pelepasan energi panas antara permukaan, yang mengurangi energi kinetik bersih gerakan. Torsi gesekan Coulomb melibatkan gaya rotasi ketika dua bahan tidak bergerak secara linier saat bersentuhan, dan merupakan contoh lain di mana rumus dasar dimasukkan ke dalam perhitungan yang lebih kompleks dari gesekan aktual yang terjadi. Perhitungan ini menggunakan rumus Coulomb dan mengembangkannya untuk memasukkan berbagai lingkungan gesekan, termasuk gesekan fluida kental, gesekan internal pada material tempat terjadinya deformasi, dan banyak lagi.