RumusHitung.Com

RumusHitung.com – Halo guys, apa kabar? Tetap semangat yaa.. Pada kesempatan kali ini, rumushitung akan mengajak sobat membahas tentang Gaya Gesek. Langsung saja pembahasan dimulai.

Pengertian Gaya Gesek

Pada pembahasan sebelumnya, kalian telah mengenal Hukum Newton tentang gerak. Salah satu penerapan Hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari yang paling penting adalah gaya gesek.

Terjadinya gesekan disebabkan karena dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Gesekan ini hanya ada pada dua permukaan benda padat saja. Gaya gesakan akan muncul jika memiliki kekasaran dari permukaan benda yang bersentuhan.

Dari kekasaran permukaan benda dapat dinyatakan sebagai koefisien gesekan µ (dibaca : miu). Jika semakin kasar permukaan suatu benda yang bergesekan, maka semakin besar koefisien gesekannya.

Perhatikan ilustrasi berikut !

Letakkan sebuah balok di lantai. Kemudian dorong dan lepaskan. Seketika balok tersebut akan berhenti. Kok bisa? Pada contoh gambar di atas menunjukkan bahwa adanya sesuatu yang mempengaruhi balok tersebut sehingga berhenti seketika. Sesuatu yang membuat balok yang bergerak kemudian berhenti seketika dinamakan gaya gesekan.

Gaya gesekan selain bergantung pada koefisien gesekan, bergantung juga pada gaya normal yang mempengaruhi benda tersebut. Gaya normal adalah gaya tegak lurus pada permukaan tempat benda berada. Untuk rumus gaya normal :

N = w = m . g

Jadi, besarnya gaya gesekan tidak bergantung pada luas bidang yang bergesekan, melainkan bergantung pada kekasaran permukaan dan besarnya gaya normal. Maka, rumus gaya gesekan dapat ditulis sebagai berikut :

f = µ . N

Keterangan :
f = gaya gesekan
µ = koefisien gesekan
N = gaya normal

Catatan : Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda.

Gaya gesekan dibedakan menjdai dua macam, yaitu gaya gesekan statis (f_s) dan gaya gesekan kinetis (f_k).

• Gaya gesekan statis : terjadi saat benda dalam keadaan diam.
• Gaya gesekan kinetis : terjadi saat benda dalam keadaan bergerak.

Pada umumnya, gaya gesekan statis lebih besar daripada gaya gesekan kinetis.

Gaya Gesek Statis dan Kinetis

Misalkan sebuah balok yang beratnya w diletakkan pada lantai (seperti gambar di atas). Balok memberikan gaya tekan pada lantai sebesar w.

Gaya tekan ini diimbangi oleh lantai dengan memberikan gaya normal N (N = w), sehingga benda dalam keadaan seimbang (diam).

Pada balok, kemudian diberikan gaya F cukup kecil (seperti gambar di atas). Balok masih diam (seimbang) karena gaya F masih bisa diimbangi oleh gaya gesek statis (f_s). Jika gaya F diperbesar, maka gaya f_s pun semakin besar, selama balok itu masih diam.

Jika gaya F terus diperbesar (seperti gambar di atas), suatu saat f_s akan mencapai harga maksimumnya (f_sm), saat ini balok tepat ketika akan bergerak miring. Artinya jika gaya F ditambah lagi sedikit saja, maka benda akan bergerak.

Ketika balok sudah bergerak, gaya geseknya lebih kecil daripada gaya gesek (statis) maksimum (seperti gambar di atas). Gaya gesek yang muncul saat benda sudah bergerak disebut gaya gesek kinetis (f_k).

Dari uraian di atas, bisa kita simpulkan bahwa gaya gesek terdiri atas dua jenis, yaitu gaya gesek statis (f_s) dan gaya gesek kinetis (f_k).

• Gaya gesek statis terjadi pada saat benda dalam keadaan diam.
• Gaya gesek kinetis terjadi pada saat benda bergerak.
• Gaya gesek kinetis lebih kecil daripada gaya gesek statis (f_k < f_s).

Koefisien Gesekan

Telah disebutkan di atas bahwa kekasaran permukaan bidang sentuh mempengaruhi besar kecilnya gaya gesekan. Kekasaran permukaan bidang sentuh tersebut dinyatakan dalam koefisien gesekan (µ). Koefisien gesekan ini pun terdiri atas dua jenis, yakni koefisien gesekan statis (µ_s) dan kinetis (µ_k). Koefisien gesekan statis selalu lebih besar dibandingkan dengan koefisien gesekan kinetis (µ_s > µ_k).

Besar kecilnya gaya gesekan, selain bergantung pada koefisien gesekan bidang sentuh, bergantung pula pada gaya normal (N). Hubungan gaya gesek (f), koefisien gesek (µ), dan gaya normal N, dinyatakan dengan persamaan pendekatan sebagai berikut :

Untuk gaya gesek statis (f_s) :

f_s = µ_s . N

Untuk gaya gesek kinetis (f_k) :

f_k = µ_k . N

Keterangan :
f_s = gaya gesekan statis (N)
f_k = gaya gesekan kinetis (N)
N = gaya normal (N)
µ_s = koefisien gesekan statis
µ_k = koefisien gesekan kinetis

Nilai koefisien gesekan dari dua permukaan yang bergesekan menunjukkan nilai kekasaran kedua permukaan tersebut. Nilai ini berkisar antara 0 dan 1. Jadi, secara matematis nilai koefisien gesekan (µ) ini bisa dinyatakan 0 ≤ µ ≤ 1, yaitu :

• µ = 0 : jika permukaan yang bergesekan licin sempurna.
• µ = 1 : jika permukaan yang bergesekan sangat kasar.

Berdasarkan uraian di atas, bisa diringkas mengenai gaya gesekan yang bekerja pada benda.
Gaya gesekan :

• Jika F < f_s, maka benda diam
• Jika F = f_s, maka benda tepat akan bergerak
• Jika F > f_s, maka benda bergerak

Tabel di bawah memperlihatkan koefisien gaya gesekan untuk berbagai macam permukaan benda yang sedang kontak.

Manfaat Gaya Gesek

Roda kendaraaan tidak dibuat mulus. Mengapa? supaya gaya gesekan antara ban dengan jalan tetap ada. Keberadaan gaya gesekan menghindari roda tergelincir atau slip. Sementara itu, antara roda dan aspal dimasukkan bola-bola kecil dan peluang untuk mengurangi gaya gesekan sehingga bagian tersebut bisa bergerak relatif (berputar) lebih mudah.