Ada dua jenis gaya gesek yang bekerja pada benda yaitu gaya gesek statis dan kinetis. Definisi gaya gesek diartikan sebagai gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan atau bersinggungan. Dalam Bahasa Inggris, gaya gesek dikenal sebagai friction force yang secara umum disimbolkan dengan huruf f dengan satuan Newton.
Adanya gaya gesek terlihat pada sepeda yang direm sehingga lajunya melambat dan kemudian berhenti. Contoh lain terdapat pada penghapus karet yang sudah lama dipakai akan mengecil dan pada akhirnya akan habis. Peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari tersebut merupakan bukti dari adanya gesekan antara dua benda, di mana arahnya saling berlawanan.
Besar/kecilnya gesekan bergantung pada permukaan yang dimiliki dari kedua benda tersebut. Semakin kasar permukaan antar kedua benda maka semakin besar gesekannya. Sebaliknya, semakin licin permukaan antar kedua benda maka semakin kecil gesekannya.
Bagaiman cara mengetahui besar gaya gesek pada benda diam? Bagaimana cara menghitung besar gaya gesek pada benda bergerak? Apa rumus gaya gesek statis/kinetis? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
Keuntungan dan Kerugian Gaya Gesek
Gaya gesek dapat memberikan keuntungan namun dapat juga menimbulkan kerugian. Beberapa keuntungan dan kerugian dari adanya gesekan antara benda diberikan seperti daftar berikut..
Keuntungan/manfaat:
- Ban kendaraan (sepeda, sepeda motor, mobil, dsb) dibuat beralur untuk agar laju kendaraan dapat dikendalikan dan tidak mudah tergelincir.
- Gesekan udara dengan parasut dimanfaatkan oleh penerjun payung agar dapat sampai daratan dengan selamat.
- Pemanfaatan pada sistem pengereman pada kendaraan.
Kerugian:
- Ban pada kendaraan dapat menjadi lebih halus sehingga perlu diganti secara berkala.
- Gesekan antara bagian-bagian mesin kendaraan mengakibatkan mesin menjadi aus. Sehingga perlu penggantian mesin yang rusak.
- Gesekan dapat menyebabkan luka lecet pada badan kita saat kita terjatuh.
Baca Juga: Sistem Katrol Sederhana pada Bidang Datar
Gaya Gesek Statis
Gaya antara benda diam di atas suatu permukaan pada saat tepat akan bergerak adalah gaya gesek statis, simbol untuk gaya gesek statis adalah fs. Jika gaya (F) yang diberikan pada benda lebih kecil dari fs maka benda tidak akan bergerak. Sedangkan jika gaya (F) yang diberikan pada benda lebih besar dari fs sama benda akan bergerak dengan suatu kecepatan.
Paba benda yang berada di atas bidang miring, fs akan menahan benda berada di atas permukaan bidang miring dan tidak turun ke bawah.
Besar fs dapat dihitung melalui perkalian koefisien gesek statis (µs) dengan gaya normal (N) seperti pada rumus berikut.
Agar benda dapat bergerak, gaya luar minimum yang diperlukan untuk menggerakkan benda adalah sama dengan besar gaya gesek statis maksimalnya. Jadi, besarnya gaya minimal yang digunakan untuk membuat benda bergerak dapat dihitung dengan rumus berikut.
Keterangan:
fs = gaya gesek statis (N)
µs = koefisien gaya gesek statis
N = gaya normal, satuannya newton (N)
Baca Juga: Hukum Pascal dalam Kehidupan Sehari – Hari
Gaya Gesek Kinetis
Besaran gesekan yang bekerja pada waktu benda bergerak disebut dengan gaya gesek kinetis yang disimbolkan dengan fk. Gesekan kinetis atau fk memungkinkan benda yang bergerak dapat melambar dan kemudian akan perlahan berhenti. Jika tidak ada fk maka tidak ada gaya yang memperlambat gerak benda, sehingga benda yang bergerak tidak dapat berhenti.
Besar gesekan padan benda bergerak atau fk dihitung dari perkalian koefisien gesek kinetis (µk) dengan gaya normal. Cara menghitung besar gesekan yang bekerja pada benda dapat menggunakan rumus berikut.
Keterangan:
fk = gaya gesek kinetis (N)
µk = koefisien gaya gesek kinetis
N = gaya normal, satuannya newton (N)
Baca Juga: Gerak Benda pada Bidang Miring
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Soal Gaya yang Bekerja pada Suatu Benda
Sebuah balok 20 kg diam di atas lantai datar. Koefisien gesekan statis µs = 0,4 dan koefisien gesekan kinetis µk = 0,3. Balok tersebut ditarik dengan gaya sebesar 60 N dan membentuk sudut 60o terhadap arah mendatar. Gaya gesek yang bekerja pada balok adalah ….
A. fs = 68 N
B. fs = 34 N
C. fs = 17 N
D. fk = 68 N
E. fk = 34 N
Pembahasan:
Berdasarkan ilustrasi pada soal, dapat diperoleh gambar seperti di bawah.
Gaya-gaya yang bekerja pada benda diperlihatkan pada gambar di atas. Pada sumbu vertikal tidak ada gerak, sehingga ∑Fy = 0.
Menghitung gaya Normal:
∑Fy = 0
N + F • sin 30o – w = 0
N = w – F • sin 30o
N = m • g – F • sin 30o
N = 20 kg • 10 m/s2 – 60 N • 0,5
N = 200 N – 30 N = 170
Menghitung fs:
fs = µs • N
fs = 0,4 • 170 N
fs = 68 N
Jadi, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek statis sebesar fs = 68 N.
Jawaban: A
Baca Juga: Sistem Katrol Sederhana pada Bidang Miring
Contoh 2: Soal Gerak dan Gaya pada Benda
Perhatikan gambar dibawah!
Jika koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja adalah 0,2 N maka percepatan sistem tersebut …. (g = 10 m/s2)
A. 10 m/s2
B. 8 m/s2
C. 6 m/s2
D. 4 m/s2
E. 2 m/s2
Pembahasan:
Gaya-gaya yang bekerja pada kedua benda tersebut adalah sebagai berikut.
Gaya normal kotak A:
FN = mA • g
FN = 3 kg • 10
FN = 30 N
Menghitung fk yang bekerja pada kotak A:
fk = µk • FN
fk = 0,2 • 30
fk = 6 N
Berdasarkan Hukum Newton II, pada kotak A dapat diperoleh:
∑FA = mA • a
T – fk = mA • a
T = mA • a + fk
Masih berdasarkan Hukum Newton II, pada kotak B dapat diperoleh:
Jadi, percepatan yang dialami kotak A sebesar 4 m/s2 ke kanan dan kotak B ke bawah.
Jawaban: D
Demikianlah tadi ulasan mengenai gaya gesek yang terdiri dari dua jenis yaitu statis dan kinetis. Terimakasih telah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
