Gaya Gesek Dalam Fisika

*Pert 9

Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya Stokes.

Gaya gesek dapat merugikan atau bermanfaat. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di atas lantai. Tanpa adanya gaya gesek antara ban mobil dengan jalan, mobil hanya akan slip dan tidak membuat mobil dapat bergerak.

Contoh gaya gesek misalnya saat kamu mendorong meja. Jika permukaan suatu objek kasar, maka gaya gesek bisa semakin besar, dan sebaliknya. Maka nilai besar dan kecilnya gaya gesek benda dipengaruhi kasar atau licin suatu permukaan benda lainnya.

Ada dua jenis utama gesekan yaitu statis dan kinetis, menurut jurnal The Physics Teacher. Gesekan statis bekerja antara dua permukaan yang tidak bergerak relatif satu sama lain, sedangkan gesekan kinetis bekerja di antara benda-benda yang bergerak. Berikut penjelasan lengkap dan rumusnya.

1. Gaya Gesek Statis

Gaya ini bekerja saat permukaan kedua benda bersentuhan tidak saling bergeser. Jadi besarnya gaya statis dapat kita ketahui dari hasil koefisiensi gesek statis dikali gaya normal benda. Berikut rumus gaya gesek statis:
fs = μs x N
Keterangan:
fs: besaran gaya gesek statis (N)
μs: adalah koefisien gesek statis (N)
N: adalah gaya normal (N).

Koefisien gaya gesek adalah besaran yang dipengaruhi kekasaran kedua permukaan benda yang bersentuhan. Biasanya koefisien gaya gesek statis lebih besar daripada gaya gesek kinetis.

Gaya Gesek Statis adalah gaya yang bekerja saat benda diam hingga tepat saat benda akan bergerak. Sebagai contoh, GGS dapat mencegah kamu untuk tergelincir dari tempat kamu berpijak. GGS juga dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

Besar GGS merupakan hasil perkalian antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda. Koefisien gesek merupakan besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yang bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dengan $\mu_x$ .
Persamaan GGS:

$f_s = \mu_x \cdot F_n$ .

rumus

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Perhatikan gambar diatas untuk melihat arah-arah gaya. Karena setiap benda yang diam hingga tepat akan bergerak memiliki nilai GGS, maka benda tidak akan bergerak jika gaya yang diberikan lebih kecil dari nilai GGS (karena arah gaya yang diberikan dengan arah gaya gesek selalu berlawanan). Jadi, benda akan dapat bergerak jika gaya yang diberikan lebih besar dari nilai GGS.

$F \le f_s \longrightarrow$ benda tetap diam.
$F \geq f_s \longrightarrow$ benda mulai bergerak

2. Gaya Gesek Kinetik

Jenis gaya ini bekerja saat permukaan benda yang bersentuhan saling bergerak. Kebalikan dari gaya gesek statis, gaya gesek kinetik berlaku pada benda yang bergerak. Berikut rumus gaya gesek kinetis yaitu:
fk = μk x N
Keterangan:
fk adalah besaran gaya gesek kinetis (N)
μk adalah koefisien gesek kinetis (N)
N adalah gaya normal (N).

Gaya gesek kinetis adalah gaya yang bekerja saat benda bergerak. Saat benda diam hingga tepat akan bergerak, gaya yang berkerja adalah GGS. Lalu, saat benda mulai bergerak maka gaya yang bekerja adalah GGK. Jika tidak terdapat GGK, maka suatu benda yang diberi gaya akan selalu melaju dan tidak akan berhenti karena tidak ada gaya gesek yang melambatkannnya, seperti di luar angkasa.

Sama seperti GGS, nilai GGK merupakan hasil perkalian antara koefisien geseknya dengan gaya normal benda. Koefisien gesek kinetis dinotasikan dengan $\mu_k$ . Biasanya, nilai koefisien gesek kinetis selalu lebih kecil dari koefisien gesek statis untuk material yang sama.

Persamaan GGK:

$f_k = \mu_k \cdot F_k$ .
$\mu_k < \mu_s$ .

Perbedaan Gaya Gesek Statis dan Kinetis

Gaya gesek statis merupakan gesekan yang terjadi antara dua benda padat, yang tidak bergerak secara relatif satu sama lainnya. Gaya gesek statis terjadi pada saat suatu benda meluncur ke bawah pada bidang miring.
Gaya gesek kinetis atau dinamis terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetik pada umumnya dinotasikan dengan μk dan biasanya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis pada material yang sama.

Cara Menentukan Diam Gerak Benda

Setelah mengetahui rumus, koefisien gesek statis dan kinetis, juga dapat mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya adalah dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar (F).

Jika gaya luar lebih kecil dari gaya gesek statis (F < fs), artinya benda tersebut diam.

Jika gaya luar sama dengan gaya gesek statis (F = fs) artinya benda tersebut tepat akan bergerak.

Jika gaya luar lebih besar dari gaya gesek statis (F > fs) maka benda tersebut bergerak

Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari

Gaya gesek sebenarnya dibutuhkan untuk beberapa kasus. Misal :

Ban kendaraan sepeda, sepeda motor, maupun mobil sengaja dibuat beralur agar bisa memperbesar gaya gesek dengan permukaan aspal. Sehingga kendaraan dapat dikendalikan

Penerjun payung juga memanfaatkan gaya gesek udara agar bisa mendarat dengan selamat.

Kendaraan yang berjalan misal sepeda motor bisa dihentikan karena ada gesekan antara ban dengan kapas rem.

Contoh Soal Gaya Gesek

# 1. Sebuah balok es dengan massa 20 Kg tidak bergerak diatas lantai datar. Koefisien gesekan statis benda tersebut sebesar µs = 0,4 dan koefisien gesekan kinetis nya sebesar µk = 0,3. Balok es tersebut dikenai gaya dengan ditarik sebesar 60 N dan membentuk sudut 60o terhadap lantai. Maka berapa gaya gesek yang dialami balok es?
Pembahasan
Diketahui

m = 20 Kg
µs = 0,4
µk = 0,3
F = 60N

Karena pada sumbu Y benda tidak bergerak maka
∑Y = 0
# gaya normal
N + F. sin 60o– w = 0
N = w – F. sin 60o
N = m.g – F. sin 60o
N = 20 Kg. 10m/s2 – 60. 1/2√3
N = 200 – 52,2
N = 147,8N
# gaya gesek statis
fs = µs.N
fs = 0,4. 147,8 N
fs = 59,12 N
jadi gaya gesek yang dialami balok es tersebut sebesar 59,12N.

# 2. Pada sebuah bidang kasar diletakkan suatu meja dengan massa 5 kg. Jika diketahui gesek statis μs = 0,6 dan koefisien gesek kinetis μk = 0,4 maka berapa gaya gesek yang dialami balok jika balok tersebut ditarik dengan gaya sebesar 20 N?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 5 kg
μs = 0,6
μk = 0,4
F = 20 N
Ditanya: f
Jawab:
Pertama kita harus mencari besar gaya normal (N):
ΣFY = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = (5 )(10)
N = 50 N
Mencari gaya gesek statis:
fs = μs x N
fs = 0,6 x 50
fs = 30 N
Karena F < fs maka balok tersebut masih dalam keadaan diam. Berlaku Hukum I Newton yaitu:
ΣF = 0
F – f = 0
F = f
f = 20 N
Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok adalah 20 N.

# 3. Sebuah kotak seberat 10 kg ditarik sepanjang bidang datar dengan gaya sebesar 40 N yang membentuk sudut $30^{\circ}$ . Koefisien gesek statis dan kinetis nilainya berturut-turut sebesar 0,4 dan 0,3. Hitunglah percepatannya.
Pembahasan:
Gambarkan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada box tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini.

contoh soal gaya gesek

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Kemudian kita identifikasi komponen-komponen yang diketahui,
$\mu_k = 0,3 \qquad \mu_s = 0,4 \qquad m = 10 \: kg \newline \newline g = 9,8 \: m/s^2 \qquad F = 40 N \qquad \theta = 30^{\circ}$ .
$F$ memiliki komponen vertikal dan horizontal:
$F_x = F \: \cos \theta = 40 \: \cos 30^{\circ} = 34,6 N$ .
$F_y = F \: \sin \theta = 40 \: \sin 30^{\circ} = 20 N$ .
Lalu, kita dapat mencari gaya normalnya yang dinotasikan dengan $F_N$ ataupun $N$ ,
$\sum F_y = m \cdot a_y$ .
$\sum F_y = 0$ (karena benda tidak bergerak secara vertikal, maka $a_y = 0$ ).
$F_N - m \cdot g + F_y = 0 \newline \newline F_N = m \cdot g - F_y \newline \newline F_N = 98 N - 20 N \newline \newline F_N = 78 N$ .
Agar kita mengetahui apakah benda tersebut dapat bergerak atau tidak, maka kita hitung nilai GGSnya:
$f_s = \mu_s \cdot F_n \newline \newline f_s = 0,4 \cdot 78 \: N \newline \newline fs = 31,2 \: N$ .
$f_s < F_x$ , maka benda bergerak.
Kita tentukan GGK yang bekerja:
$f_k = \mu_k \cdot F_n \newline \newline f_k = 0,3 \cdot 78 \: F_n \newline \newline f_k = 23,4 \: N$ .
Lalu, dapat kita cari percepatannya:
$\sum F_x = m \cdot a_x \newline \newline F - f_k = m \cdot a$ .
$a = \frac{F - f_k}{m} = \frac{34,6 N - 23,4 N}{10 kg} = 1,1 \: m/s^2$ .
Jadi, percepatan yang dialami benda sebesar $1,1 \: m/s^2$ .

Jika tidak terdapat gaya gesek, percepatannya pasti akan lebih besar.

# 4. Perhatikan gambar dibawah. Koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja nilainya sebesar 0,2. Tentukan percepatan sistem tersebut.

gesekan sistem

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Pembahasan:
Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,

pembahasan soal gesekan

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Gaya normal kotak A sebesar:
$F_N = m_A \cdot g = 5kg \cdot 9,8 \: m/s^2 = 49 N$ .
Gaya gesek kinetis yang bekerja pada kotak A sebesar:
$f_k = \mu_k \cdot F_n = 0,2 \cdot 49 N = 98 N$ .
Gaya tegang tali dinotasikan dengan $T$ ataupun $F_T$ .
Persamaan Hukum kedua Newton pada kotak A dapat ditullis dengan:
$\sum F_A = m_A \cdot a \newline \newline T - f_k = m_A \cdot a \newline \newline T = m_A \cdot a + f_k$ .
Persamaan Hukum kedua Newton pada kotak B dapat ditulis dengan:
$\sum F_B = m_B \cdot a$ .
$m_b \cdot g - T = m_B \cdot a$ (disubstitusikan dengan persamaan kotak A)
$m_B \cdot g - (m_A \cdot a + f_k) = m_B \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-m_a \cdot a-f_k=m_B \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-f_k=m_B \cdot a+m_A \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-f_k=(m_B + m_A)a$ .
Kita dapat mencari nilai $a$ sebesar:
$a = \frac{m_b \cdot g - f_k}{m_B + m_A} = \frac{19,6 N - 9,8 N}{5kg + 2kg}$ .
$a = 1,4 m/s^2$ .
Jadi, percepatan yang dialami kotak A sebesar $1,4 m/s^2$ ke kanan dan kotak B ke bawah.
Kita juga dapat mencari gaya tegang tali sebesar:
$T = m_A \cdot a + f_k = 9,8 N + (5 kg)(1,4 m/s^2) = 17 N$ .

Gaya Gesek Dalam Fisika

Gaya gesek dapat merugikan atau bermanfaat. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di atas lantai. Tanpa adanya gaya gesek antara ban mobil dengan jalan, mobil hanya akan slip dan tidak membuat mobil dapat bergerak.

Contoh gaya gesek misalnya saat kamu mendorong meja. Jika permukaan suatu objek kasar, maka gaya gesek bisa semakin besar, dan sebaliknya. Maka nilai besar dan kecilnya gaya gesek benda dipengaruhi kasar atau licin suatu permukaan benda lainnya.

Ada dua jenis utama gesekan yaitu statis dan kinetis, menurut jurnal The Physics Teacher. Gesekan statis bekerja antara dua permukaan yang tidak bergerak relatif satu sama lain, sedangkan gesekan kinetis bekerja di antara benda-benda yang bergerak. Berikut penjelasan lengkap dan rumusnya.

1. Gaya Gesek Statis

Koefisien gaya gesek adalah besaran yang dipengaruhi kekasaran kedua permukaan benda yang bersentuhan. Biasanya koefisien gaya gesek statis lebih besar daripada gaya gesek kinetis.

Gaya Gesek Statis adalah gaya yang bekerja saat benda diam hingga tepat saat benda akan bergerak. Sebagai contoh, GGS dapat mencegah kamu untuk tergelincir dari tempat kamu berpijak. GGS juga dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

Besar GGS merupakan hasil perkalian antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda. Koefisien gesek merupakan besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yang bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dengan $\mu_x$ .
Persamaan GGS:

2. Gaya Gesek Kinetik

Sama seperti GGS, nilai GGK merupakan hasil perkalian antara koefisien geseknya dengan gaya normal benda. Koefisien gesek kinetis dinotasikan dengan $\mu_k$ . Biasanya, nilai koefisien gesek kinetis selalu lebih kecil dari koefisien gesek statis untuk material yang sama.

Persamaan GGK:

$f_k = \mu_k \cdot F_k$ .
$\mu_k < \mu_s$ .

Perbedaan Gaya Gesek Statis dan Kinetis

Cara Menentukan Diam Gerak Benda

Setelah mengetahui rumus, koefisien gesek statis dan kinetis, juga dapat mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya adalah dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar (F).

Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari

Gaya gesek sebenarnya dibutuhkan untuk beberapa kasus. Misal :

Contoh Soal Gaya Gesek

Jika tidak terdapat gaya gesek, percepatannya pasti akan lebih besar.

# 4. Perhatikan gambar dibawah. Koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja nilainya sebesar 0,2. Tentukan percepatan sistem tersebut.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Pembahasan:
Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,

0 Response to "Gaya Gesek Dalam Fisika"

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

Gaya Gesek Dalam Fisika

Gaya gesek dapat merugikan atau bermanfaat. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di atas lantai. Tanpa adanya gaya gesek antara ban mobil dengan jalan, mobil hanya akan slip dan tidak membuat mobil dapat bergerak.

Contoh gaya gesek misalnya saat kamu mendorong meja. Jika permukaan suatu objek kasar, maka gaya gesek bisa semakin besar, dan sebaliknya. Maka nilai besar dan kecilnya gaya gesek benda dipengaruhi kasar atau licin suatu permukaan benda lainnya.

Ada dua jenis utama gesekan yaitu statis dan kinetis, menurut jurnal The Physics Teacher. Gesekan statis bekerja antara dua permukaan yang tidak bergerak relatif satu sama lain, sedangkan gesekan kinetis bekerja di antara benda-benda yang bergerak. Berikut penjelasan lengkap dan rumusnya.

1. Gaya Gesek Statis

Koefisien gaya gesek adalah besaran yang dipengaruhi kekasaran kedua permukaan benda yang bersentuhan. Biasanya koefisien gaya gesek statis lebih besar daripada gaya gesek kinetis.

Gaya Gesek Statis adalah gaya yang bekerja saat benda diam hingga tepat saat benda akan bergerak. Sebagai contoh, GGS dapat mencegah kamu untuk tergelincir dari tempat kamu berpijak. GGS juga dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

Besar GGS merupakan hasil perkalian antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda. Koefisien gesek merupakan besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yang bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dengan .Persamaan GGS:

2. Gaya Gesek Kinetik

Sama seperti GGS, nilai GGK merupakan hasil perkalian antara koefisien geseknya dengan gaya normal benda. Koefisien gesek kinetis dinotasikan dengan . Biasanya, nilai koefisien gesek kinetis selalu lebih kecil dari koefisien gesek statis untuk material yang sama.

Persamaan GGK:

..

Perbedaan Gaya Gesek Statis dan Kinetis

Cara Menentukan Diam Gerak Benda

Setelah mengetahui rumus, koefisien gesek statis dan kinetis, juga dapat mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya adalah dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar (F).

Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari

Gaya gesek sebenarnya dibutuhkan untuk beberapa kasus. Misal :

Contoh Soal Gaya Gesek

Jika tidak terdapat gaya gesek, percepatannya pasti akan lebih besar.

# 4. Perhatikan gambar dibawah. Koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja nilainya sebesar 0,2. Tentukan percepatan sistem tersebut.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]Pembahasan:Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,

0 Response to "Gaya Gesek Dalam Fisika"

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

Besar GGS merupakan hasil perkalian antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda. Koefisien gesek merupakan besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yang bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dengan $\mu_x$ .
Persamaan GGS:

Sama seperti GGS, nilai GGK merupakan hasil perkalian antara koefisien geseknya dengan gaya normal benda. Koefisien gesek kinetis dinotasikan dengan $\mu_k$ . Biasanya, nilai koefisien gesek kinetis selalu lebih kecil dari koefisien gesek statis untuk material yang sama.

$f_k = \mu_k \cdot F_k$ .
$\mu_k < \mu_s$ .

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Pembahasan:
Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,