Cara Mencari Gaya Gesek, Dilengkapi Pengertian dan Pembahasannya

Semenjak di bangku sekolah dasar, telah mempelajari gaya gesek di pelajaran IPA. Maka tentunya tidak asing lagi dengan gaya satu ini. Untuk penjelasannya lebih lanjut di bawah ini.

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.

Besarnya gaya ini ditentukan berdasarkan kekasaran permukaan dua bidang yang berkontak, sehingga semakin kasar permukaan suatu bidang maka semakin tinggi nilai gaya geseknya.

Gaya gesekan dalam fisika sering digunakan untuk menghitung koefisien gesekan statis atau kinetis. Materi ini dibahas bersama dengan cabang materi lain seperti hukum Newton dll. Gaya dapat berarti suatu dorongan atau tarikan yang akan menggerakkan suatu benda secara bebas.

Gaya gesek berkaitan erat dengan hukum Newton. Karena rumus gaya berbunyi sama dengan “massa kali percepatan” seperti rumus Newton. Newton sendiri adalah satuan turunan SI dengan simbol N.

Secara singkat, konsep gaya gesek dipengaruhi oleh dua permukaan benda yang bertemu. Gesekan adalah salah satu bentuk gaya yang melawan gerak suatu benda. Juga bisa disimpulkan bahwa gesekan dapat terjadi karena adanya kontak dengan benda. Gaya gesek termasuk dalam gaya kontak (sentuhan) karena menyangkut tumbukan antara satu benda dengan benda lainnya.

Sifat-sifat Gaya Gesek
Adapun gaya gesek juga memiliki beberapa sifat. Simak di bawah ini:

- Rumus gesekan tidak dapat menggerakkan hewan
- Besarnya gaya gesek yang kuat tergantung pada kekasaran kedua benda yang saling bergesekan
- Arah gesekan selalu berlawanan arah. Dengan demikian, gaya gesekan akan menghambat gerak benda
- Rumus gesekan selalu dipengaruhi oleh arah gerak benda. Memang, gaya gesekan adalah gaya terarah yang menentang gerakan benda

Jenis-jenis Gaya Gesek
Lebih jelasnya mengenai gaya gesek ialah sebagai berikut:

1. Rumus Gaya Gesek Statis
Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda padat yang tidak bergerak relatif satu sama lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

Gaya gesek statis bekerja ketika permukaan yang bersentuhan tidak meluncur melewati satu sama lain. Artinya, gaya gesek ini bekerja pada suatu benda yang menerima gaya luar (F) seperti dorongan atau tarikan pada suatu benda yang awalnya diam sampai bergerak. Berikut adalah rumus untuk rumus gaya gesek statis:
fs = μs x N

Keterangan:
fs : merupakan besar gaya gesek statis (N)
μs : koefisien gesek statis (N)
N : gaya normal (N)

2. Rumus Gaya Gesek Kinetis
Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada dua permukaan benda yang bergerak dan bergesekan satu sama lain. Gaya gesek kinetis menentang gerakan benda dan mencoba untuk mengurangi kecepatan benda yang saling bergesekan.

Tanpa gaya gesek kinetis, suatu benda yang menerima gaya akan tetap bergerak dan tidak berhenti karena tidak ada gaya gesekan yang memperlambat benda, seperti halnya di luar angkasa. Jenis gaya ini dapat bekerja ketika permukaan kontak saling bergeser atau berbenturan. Berlawanan dengan gaya gesek statis, gaya gesek kinetis ini bekerja kepada benda yang sedang bergerak.

Berikut merupakan rumus gaya gesek kinetis:
fk = μk x N

Keterangan:
fk : besar gaya gesek kinetis
(N) μk : koefisien gesek kinetis (N)
N : gaya normal (N)

Setelah mengetahui rumus dari gaya gesek itu sendiri, serta koefisien gesek statis dan kinetis, perlu juga untuk mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar (F). Berikut penjelasannya lebih lanjut:

- 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

Contoh Soal
1. Suatu benda bermassa 50 kg berada pada bidang datar. Pada benda, gaya yang bekerja 200 N mendatar. Berapa percepatan pada benda itu kalau bidang itu licin dan bidang kasar dengan koefisien gesek = 0,3 (g = 10 m/s2)?

Diketahui:
m = 50 kg
μ = 0,3
F = 200 N g = 10 m/s2

Ditanya: percepatan benda jika bidang licin dan percepatan benda jika bidang kasar (μ = 0,3).

Jawab: Bidang licin

F = m.a maka,
a = F/m
a = 200/50
a = 4 m/s

Jadi, percepatan jika bidang licin = 4 m/s2.

Bidang kasar (μ = 0,3)

N = w = mg = 50 x 10 = 500 N F gesek = μ

N = 0,3 x 500 = 150 N F total = F – F Gesek = 200 – 150 = 50 N a = Total/m = 50/50 = 1 m/s

Jadi, percepatan jika bidang kasar = 1 m/s2.

2. Terdapat sebuah balok bermassa 20 kg terletak di atas lantai kasar. Diketahui bahwa μs = 0,6 dan μk = 0,3. Kemudian balok ditarik dengan gaya sebesar 160 N  secara mendatar. Tentukan gaya gesek yang dialami balok!

Diketahui:
m = 20 kg
μs = 0,6
μk = 0,3
F = 160 N

Ditanya: f?

Besar gaya normal (N):
ΣFY = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = (20)(10)
N = 200 N

Mencari gaya gesek statis:
fs = μs x
N fs = 0,6 x 200
fs = 120 N

Karena F > fs maka balok tersebut bergerak. Maka gaya gesek kinetis nya:
fk = μk x N
fk = (0,3)(200) fk = 60 N

Gaya gesek yang bekerja pada balok tersebut adalah 60 N.

3. 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?

Diketahui:
m = 5 kg
μs = 0,6
μk = 0,4
F = 20 N

Ditanya: f

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.

(alvain shinta/n)