Apa itu Gesekan, Gaya Normal, Gaya Gesek Statik dan Gaya Gesek Kinetik?

Apa itu Gesekan, Gaya Normal, Gaya Gesek Statik dan Gaya Gesek Kinetik? 

Kali ini gw mau ngebahas mengenai Gesekan,  kemudian pada kondisi apa gesekan tersebut bekerja dan apa perbedaanya? 

Supaya kalian bisa bener-bener ngerti gw sarananin kalian baca tentang pengertian dan konsep dari gesekan berikut. 

Jika kita mendorong sebuah lemari, biasanya lemarinya ga akan langsung bergerak, tapi ketika kita mendorongnya dengan gaya tertentu barulah lemari tersebut bisa bergerak. Kenapa demikian? Ternyata gaya yang kita butuhkan untuk bisa mendorong lemari tersebut adalah sebesar gaya gesek statis benda. Besar gaya gesek statis benda adalah sebanding dengan gaya normalnya.

Mungkin kalian bertanya tanya, apa itu gaya Normal? 

Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya yang timbul jika 2 buah benda bersinggungan 

Pada hal ini gaya normal merupakan gaya yang dilakukan oleh benda yang satu ke benda yang lainnya dalam arah tegak lurus bidang yang bersentuhan. 

Besar gaya normal tidak sama untuk setiap keadaan benda , tetapi tergantung posisi dan keadaan gerak benda.

OK selanjutnya gw akan ngejelasin sedikit mengenai gesekannya itu sendiri

Gaya Gesek 

Gaya gesek adalah gaya yang menghambat gerak benda

Pertanyaanya kenapa ya gesekan ini bisa ngehambat?? 

Jadi ketika permukaan suatu benda bergeseran dengan permukaan benda lain, maka masing-masing benda akan melakukan gaya gesekan satu sama lain.

Gaya gesek nya akan berlawanan arah dengan arah gerak benda, karena gaya gesek ini berlawanan arah dengan arah gerak benda, inilah yang menyebabkan benda menjadi terhambat.

Penyebab Gaya Gesek

1. Kurang ratanya permukaan-permukaan benda yang bersentuhan

Jika kedua benda diatas bergeseran, maka yang menghambatnya adalah "bukit" dan "lembah" yang terbentuk akibat tidak ratanya 2 permukaan. Makin kasar permukaan makin besar gesekan.

2. Gaya tarik menarik antar permukaan-permukaan yang bergeseran (Adhesi) 

3. Gaya gesek bergantung juga pada keadaan gerak benda 

Sebagai ilustrasi, jika kamu mendorong sebuah meja dengan gaya tertentu tetapi mejanya ga gerak, berarti resultan gaya yang bekerja pada meja adalah Nol. Kenapa bisa demikian? jadi disamping gaya dorong yang kita berikan ada gaya lain yang bekerja pada meja yang besarnya sama dengan gaya yang kita berikan namun berlawanan arah. Hal ini terjadi karena gaya gesek antara permukaan benda dengan permukaan bidang

Berikut Hubungan Antara Gaya Gesek, Gaya Tarik dan Gaya Normal

Pada balok diatas hanya dipengaruhi oleh 2 gaya yaitu Gaya berat (W) dan Gaya Normal (N). Tidak ada gaya yang mendorong atau menarik balok dalam arah horizontal. inilah yang menyebabkan baloknya diam. 

Dalam Kondisi seperti ini maka berlaku Hukum 1 Newton (∑F = 0),sehingga (N = W)

Ok Selanjutnya baloknya gw tarik dengan gaya kecil (sebut aja F), ternyata gaya kecil ini belum mampu menggerakan balok (baloknya masih diam walaupun gw dorong). Tapi karna gw udah ngasih gaya dalam sumbu horizontal ke balok maka ada nih gaya lain yang bekerja yang berlawanan arah sama gaya yang gw kasih. Nah inilah yang disebut sebagai Gaya Gesek Statik (fs)  (Gaya Gesek pada benda yang sedang diam).  

Karna baloknya belum bergerak jadi besar F (gaya yg gw kasih ke balok) = fs (Gaya Gesek Statik) 

Nah karna kedua permukaan diatas bersentuhan maka bekerja pula gaya normal yang tegak lurus bidang sentuh. Resultan gaya dari gaya normal dan gaya gesek statik adalah P. Karena balok masih dalam keadaan diam maka resultan gaya F dan W harus terletak satu garis dengan P. karna itu Gaya normalnya ditempatkan bergeser ke sebelah kanan dari garis kerja W. 

 

Selanjutnya pada kondisi 3 gayanya Gw perbesar lagi. Ternyata si baloknya belum juga bergerak. Keadaan gaya gaya yang bekerja pada balok masih serupa dengan kondisi 2. Tapi karna gaya yang gw kasih makin besar (F makin besar maka fs juga makin besar ) dan letak N makin ke kanan, selama baloknya belum bergerak akan tetap berlaku F=fs.

Selanjutnya jika F nya terus diperbesar maka fs akan mencapai harga maksimum (kondisi dimana baloknya tepat akan bergerak. Dalam kondisi ini fs berbanding lurus dengan N. Inilah yang disebut sebagai gaya gesekan statik. 

Besar gaya gesek statik bisa berubah ubah tergantung besarnya gaya yang kita aplikasikan pada benda.

 

Walaupun gaya gesek statis besarnya bisa berubah ubah tergantung gaya yang kita aplikasikan pada benda, tapi ternyata dia memiliki batas maksimal.  

Gaya gesek ketika benda diam menuju bergerak inilah yang disebut gaya gesek statik

Jika Gaya F terus diperbesar brarti gayanya akan lebih besar dari gaya gesek statik maksimum (fs). Maka benda akan bergerak. Letak gaya normalnya pun akan semakin ke kanan. Pada kondisi ini gaya geseknya akan lebih kecil dari gaya gesek statik maksimum.

Gaya Gesekan ketika benda bergerak disebut gaya gesek kinetik 

Simplenya gaya gesek statik itu berlaku ketika diam dan gaya gesek kinetik itu ketika sudah bergerak

Mungkin pertanyaan terbesar dari gw gini nih, Kenapa yaa ketika kita starting motor secara instingtif kita bakal mindahin giginya ke gigi rendah, tapi ketika sudah jalan kita pindahin ke yang lebih tinggi padahal sama-sama ngoprasiin di jalan datar?

Nah ini sebenernya ada hubungannya dengan prinsip hukum fisika yang tadi nih, ternyata gaya yang diperlukan untuk mempertahankan benda yang bergerak agar tetap bergerak, itu lebih kecil daripada gaya yang diperlukan untuk memulai gerakan sebuah benda.

Karna ketika mengayayuh sepeda pun gw merasa hal yang demikian berlaku, biasanya berat diawal terus pas sepedanya udah gerak jadi jauh lebih ringan. Gw saranin kalian baca sampe bawah supaya ngerti kenapa hal itu bisa terjadi. hehe

 

Gaya Gesek Statis

                                          ƒ_s= μ_s. N

fs  = Gaya gesek statis maksimum

µs = Koefisien gesek statis

N  = Gaya normal 

Gaya Gesek Kinetik

                                         ƒk= μk. N

 fk  = Gaya gesek kinetik maksimum

µk = Koefisien gesek kinetik

N  = Gaya normal  

Nilai dari µs dan µk selalu terletak diantara 0 dan 1, Dimana nilai μk< μ_s

Koefisien gesekan statik dan kinetik sangat bervariasi tergantung pada jenis bahannya 

Jika F < fs maksimum, maka benda tetap diam, gaya yang bekerja adalah F=fs

Jika F = fs maksimum, maka benda masih dalam keadaan diam (tepat akan bergerak). Besar gaya gesek yang bekerja adalah F=fs

Jika F > fs maksimum, benda dalam keadaan bergerak, dan gaya geseknya bukan lagi gaya gesek statik tetapi gaya gesek kinetik.

Contoh Soal

Sebuah benda bermassa 20 kg berda pada bidang datar, diketahui koefisien gesekan statis (µs) = 0,5 dan koefisien gesekan kinetis (µk) = 0,3

Tentukan gaya gesek yang bekerja ketika benda tersebut diberikan gaya sebesar 0 N, 5N, 120N!

Diketahui: m = 20 kg, (µs) = 0,5,  (µk) = 0,3

Ditanyakan: gaya gesek yang bekerja ketika benda tersebut diberikan gaya sebesar 0 N, 5N, 120N

Jawab:

N = W = m.g =20 x 10 = 200 N

ƒ_s= μ_s. N

ƒ_s = 0,5 x 200 = 100 N

_{Saat F = 0 N, benda tidak akan bergerak, maka fs = 0 N}

_{Saat F = 5 N, F < fs yang harus dilewati supaya benda bisa bergerak}

_maka 

∑F = F-Fges =0

Fges = F = 5 N

Saat F=120 N, ini sudah melewati gaya gesek statis benda (F > fs), maka gaya gesek yang berlaku adalah gaya gesek kinetik

ƒk= μk. N =0,3 x 200 N = 60 N

Itulah sekilas mengenai gaya gesek statik dan gaya gesek kinetik. 

Referensi:

Giancoli,D.C. (2006). Fisika, Jilid I,edisi kelima.Jakarta: Erlangga.

P.A. Tipler. (1988). Fisika Untuk Sains dan Teknik, Jakarta: Erlangga.

Hamidah, Ida. (2009). Fisika I, Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia.

Abdullah, Mikrajudin.(2016). Fisika Dasar I, Bandung, Institut Teknologi Bandung.

Location:

Share :