Pengertian Gaya Gesek
Pernahkah sobat melihat sepatu sepak bola? Coba perhatikan bagian bawah sepatu tersebut. Bagian ini mempunyai tonjolan-tonjolan atau biasanya disebut sol. Tonjolan tersebut sengaja dibuat untuk meningkatkan gaya gesek pada kaki dengan lapangan sehingga penyepak bola tidak tergelincir selama bermain bola.
Sol sepatu merupakan salah satu pemanfaatan dari gaya gesek. Masih banyak lagi pemanfaatan dari gaya gesek, seperti adanya ulir pada ban motor atau mobil untuk mengurangi slip selama berkendara, parasut pada penerjun payung, dan gesekan korek api.
Berdasarkan contoh di atas, kita simpulkan bahwa gaya gesek adalah gaya yang menghambat gerak benda dan arahnya berlawanan dengan arah gerak benda tersebut. Gaya gesek muncul jika ada dua benda yang saling bersentuhan.
Jenis-jenis Gaya Gesek
Gaya gesek dibagi menjadi dua jenis, yakni gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Kedua gaya gesek tersebut dibedakan berdasarkan keadaan gerak benda yang mendapatkan gaya gesek.
1. Gaya Gesek Statis
Sesuai namanya statis yang berarti diam, gaya gesek ini terjadi pada benda diam. Gaya gesek statis memiliki nilai maksimum atau disebut juga gaya gesek statis maksimum. Nilai maksimum ini dijadikan sebagai patokan untuk menentukan kapan benda mulai bergerak jika diberikan gaya. Benda akan bergerak jika benda menerima gaya (F) melebihi gaya gesek statis maksimum tersebut. Untuk menghitung gaya gesek statis maksimum kita gunakan rumus berikut.
$(fs)max$ = Gaya gesek statis maxsimum
$F$ = Gaya luar yang diterima benda
$N$ = Gaya Normal
$μs$ = Koefisien gesek statis
Benda yang menerima gaya F ≤ μs × N akan diam karena gaya gesek statis besarnya sama dengan gaya F (karena saling meniadakan) sehingga gaya total pada benda adalah nol dan percepatan benda juga nol. Kalau kita beri contoh sebagai berikut.
2. Gaya Gesek Kinetis
Kalau gaya gesek statis terjadi pada benda diam, gaya gesek kinetis terjadi pada benda yang bergerak. Pada saat gaya yang diterima benda melebihi gaya gesek statis maksimum, benda mulai bergerak. Pada keadaan ini gaya gesek statis tidak berlaku lagi, yang berlaku adalah gaya gesek kinetis. Untuk menghitung gaya gesek ini kita gunakan rumus berikut.
$fk$ = Gaya gesek kinetis
$N$ = Gaya Normal
$μk$ = Koefisien gesek kinetis
Koefisien gaya gesek statis dilambangkan μs dan koefisien gaya gesek kinetis dilambangkan μk. Koefisien gaya gesek statis pasti lebih besar dari pada koefisien gaya gesek kinetis. Jadi, jika sobat menemukan soal tentang gaya gesek yang hanya ditulis nilai koefisiennya namun tidak ditulis yang mana koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis, sobat dapat menebaknya bahwa nilai koefisien yang besar adalah statis dan yang kecil adalah kinetis.
Ada juga dalam soal yang hanya ditulis satu nilai koefisien saja. Untuk menebak itu koefisien gesek statis atau koefisien gesek kinetis, sobat harus melihat keadaan benda ketika menerima gaya F. Jika benda bergerak nilai koefisien itu adalah nilai koefisien gesek kinetis dan benda diam berarti itu adalah nilai koefisien gesek statis. Namun, kebanyakan kasus nilai koefisien itu adalah nilai koefisien gaya gesek kinetis.
Pernahkah sobat melihat sepatu sepak bola? Coba perhatikan bagian bawah sepatu tersebut. Bagian ini mempunyai tonjolan-tonjolan atau biasanya disebut sol. Tonjolan tersebut sengaja dibuat untuk meningkatkan gaya gesek pada kaki dengan lapangan sehingga penyepak bola tidak tergelincir selama bermain bola.
 |
| sumber: https://pixabay.com |
Sol sepatu merupakan salah satu pemanfaatan dari gaya gesek. Masih banyak lagi pemanfaatan dari gaya gesek, seperti adanya ulir pada ban motor atau mobil untuk mengurangi slip selama berkendara, parasut pada penerjun payung, dan gesekan korek api.
sumber: https://giphy.com
Berdasarkan contoh di atas, kita simpulkan bahwa gaya gesek adalah gaya yang menghambat gerak benda dan arahnya berlawanan dengan arah gerak benda tersebut. Gaya gesek muncul jika ada dua benda yang saling bersentuhan.
Jenis-jenis Gaya Gesek
Gaya gesek dibagi menjadi dua jenis, yakni gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Kedua gaya gesek tersebut dibedakan berdasarkan keadaan gerak benda yang mendapatkan gaya gesek.
1. Gaya Gesek Statis
Sesuai namanya statis yang berarti diam, gaya gesek ini terjadi pada benda diam. Gaya gesek statis memiliki nilai maksimum atau disebut juga gaya gesek statis maksimum. Nilai maksimum ini dijadikan sebagai patokan untuk menentukan kapan benda mulai bergerak jika diberikan gaya. Benda akan bergerak jika benda menerima gaya (F) melebihi gaya gesek statis maksimum tersebut. Untuk menghitung gaya gesek statis maksimum kita gunakan rumus berikut.
$(fs)max=μs\times N$
Jadi dapat disimpulkan bahwa benda akan tetap diam jika
$F≤μs×N$
Ket:$(fs)max$ = Gaya gesek statis maxsimum
$F$ = Gaya luar yang diterima benda
$N$ = Gaya Normal
$μs$ = Koefisien gesek statis
Benda yang menerima gaya F ≤ μs × N akan diam karena gaya gesek statis besarnya sama dengan gaya F (karena saling meniadakan) sehingga gaya total pada benda adalah nol dan percepatan benda juga nol. Kalau kita beri contoh sebagai berikut.
$fs=F$$,\:jika\:F≤μs×N$
Kalau gaya gesek statis terjadi pada benda diam, gaya gesek kinetis terjadi pada benda yang bergerak. Pada saat gaya yang diterima benda melebihi gaya gesek statis maksimum, benda mulai bergerak. Pada keadaan ini gaya gesek statis tidak berlaku lagi, yang berlaku adalah gaya gesek kinetis. Untuk menghitung gaya gesek ini kita gunakan rumus berikut.
$fk=μk\times N$
Ket:$fk$ = Gaya gesek kinetis
$N$ = Gaya Normal
$μk$ = Koefisien gesek kinetis
Koefisien gesek
Koefisien gesek adalah nilai kekasaran suatu bidang yang bersinggung. Besar kecilnya koefisien gesek berdasarkan keadaan permukaan yang bersinggung. Kalau bidang yang bersinggung kasar, koefisien gesek pasti besar dan sebaliknya kalau bidang yang bersinggung halus atau licin, koefisien gesek pasti kecil.Koefisien gaya gesek statis dilambangkan μs dan koefisien gaya gesek kinetis dilambangkan μk. Koefisien gaya gesek statis pasti lebih besar dari pada koefisien gaya gesek kinetis. Jadi, jika sobat menemukan soal tentang gaya gesek yang hanya ditulis nilai koefisiennya namun tidak ditulis yang mana koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis, sobat dapat menebaknya bahwa nilai koefisien yang besar adalah statis dan yang kecil adalah kinetis.
Ada juga dalam soal yang hanya ditulis satu nilai koefisien saja. Untuk menebak itu koefisien gesek statis atau koefisien gesek kinetis, sobat harus melihat keadaan benda ketika menerima gaya F. Jika benda bergerak nilai koefisien itu adalah nilai koefisien gesek kinetis dan benda diam berarti itu adalah nilai koefisien gesek statis. Namun, kebanyakan kasus nilai koefisien itu adalah nilai koefisien gaya gesek kinetis.
Contoh Soal Gaya Gesek
No. 1
Sebuah balok yang massanya 5 kg diletakkan pada suatu permukaan yang koefisien geseknya 0,3. Kemudian balok itu diberi gaya ke kanan sebesar 10 Newton. Berapa besar gaya gesek pada balok tersebut? (percepatan gravitasi 10 m/s2)
Sebuah balok yang massanya 5 kg diletakkan pada suatu permukaan yang koefisien geseknya 0,3. Kemudian balok itu diberi gaya ke kanan sebesar 10 Newton. Berapa besar gaya gesek pada balok tersebut? (percepatan gravitasi 10 m/s2)
Pembahasan:
Pertama-tama kita gambarkan gaya gaya yang bekerja pada benda.
Didapatkan bahwa:
$N=W=m\times g=5\times 10=50\:Newton$
$(fs)max=μ\times N=0,3\times 50=15\:Newton$
Karena gaya gesek statis maksimal adalah 15 Newton berarti balok tetap diam karena gaya F yang sebesar 10 Newton dicukup kuat menggeserkan balok.
Jadi, gaya gesek pada balok tersebut adalah 10 Newton.
Kalau sobat belum mengerti juga, coba sobat baca ulang tentang gaya gesek statis di atas.
No. 2
Sebuah balok yang massanya 5 kg diletakkan pada suatu permukaan yang koefisien geseknya 0,3. Kemudian balok itu diberi gaya ke kanan sebesar 20 Newton. Berapa besar gaya gesek pada balok tersebut? (percepatan gravitasi 10 m/s2)
$f=μ\times N=0,3\times 50=15\: Newton$
Sebuah balok yang massanya 5 kg diletakkan pada suatu permukaan yang koefisien geseknya 0,3. Kemudian balok itu diberi gaya ke kanan sebesar 20 Newton. Berapa besar gaya gesek pada balok tersebut? (percepatan gravitasi 10 m/s2)
Pembahasan:
Pertama-tama kita gambarkan gaya gaya yang bekerja pada benda.
Didapatkan bahwa:
$N=W=m\times g=50\: Newton$$f=μ\times N=0,3\times 50=15\: Newton$
Karena F lebih besar daripada f, berarti f adalah gaya gesek kinetis.
Jadi, gaya gesek pada balok tersebut sebesar 15 Newton.
No. 3
Dalam suatu sistem yang terdiri dari benda A dan benda B yang bermassa sama 10 kg disusun sebagai berikut.
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μk=\frac{80}{100}$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μk=0,8$
Jadi, koefisien gesek tersebut adalah 0,8.
Dalam suatu sistem yang terdiri dari benda A dan benda B yang bermassa sama 10 kg disusun sebagai berikut.
Percepatan sistem adalah 1m/s2. Berapa besar gaya gesek antara benda A dengan permukaan dan berapa koefisien geseknya?
Pembahasan:
Pertama-tama kita gambarkan gaya gaya yang bekerja pada benda.
Dik:
$N=W=100\: Newton$
$a=1\: m/{s}^2$
Gaya gesek pada sistem tersebut adalah gaya gesek kinetis (fk).
Kita dapatkan:
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:Ftot=m\times a$
$100\: Newton-fk=(mA+mB)\times a$
$100\: Newton-fk=20\times 1$
$100\: Newton-fk=20\: Newton$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:fk=80\: Newton$
Jadi kita dapatkan bahwa gaya gesek pada sistem tersebut adalah 80 N.
Untuk mencari koefisien gesek kita gunakan rumus dasar gaya gesek kinetis.
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:fk=μk\times N$
$80\: Newton=μk\times 100\:Newton$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μk=\frac{80}{100}$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μk=0,8$
Jadi, koefisien gesek tersebut adalah 0,8.
No. 4
Terdapat sebuah balok bermassa 10 kg yang diletakkan di atas bidang miring yang bersudut 45°. Hitung besar koefisien gesek minimal agar balok tidak turun.
Pembahasan:
Kita dapatkan bahwa:
$N=mg\:cos\:30°$
Karena agar benda tidak turun, berarti gaya gesek statis maksimum harus lebih besar atau sama dengan gaya F.
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,(Fs)max\geq F$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:μs\times N\geq mg\:sin\:30°$
$μs\times mg\:cos\:30°\geq mg\:sin\:30°$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μs\geq \frac{mg\:sin 30°}{mg\:cos 30°}$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μs\geq \frac{1}{3}\sqrt{3}$
Terdapat sebuah balok bermassa 10 kg yang diletakkan di atas bidang miring yang bersudut 45°. Hitung besar koefisien gesek minimal agar balok tidak turun.
Pembahasan:
$N=mg\:cos\:30°$
Karena agar benda tidak turun, berarti gaya gesek statis maksimum harus lebih besar atau sama dengan gaya F.
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,(Fs)max\geq F$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:μs\times N\geq mg\:sin\:30°$
$μs\times mg\:cos\:30°\geq mg\:sin\:30°$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μs\geq \frac{mg\:sin 30°}{mg\:cos 30°}$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,μs\geq \frac{1}{3}\sqrt{3}$
Tulisannya struktur dan mudah dipahami. Penyajian contoh soal pun mudah dimengerti. Tapi mungkin ada sedikit koreksi pada bagian paragraf 2. Ada kalimat yg seharusnya dipenggal karna sedikit membuat pembaca kelelahan, karena terlalu jauhnya jeda.
BalasHapus#hehekerenkrislao
Terimakasih laporannya Mas Ari Amanda. Kami akan segera memperbaikinya
Hapus