Gaya Gesek - Blog Ilmu Pengetahuan

Gaya Gesek yakni gaya yg berlawanan arah dgn arah gerak benda. Gaya ini terjadi karena sentuhan benda dgn bidang lintasan akan menciptakan ukiran antara keduanya ketika benda akan mulai bergerak hingga benda bergerak. Besarnya gaya ini ditentukan berdasarkan kekasaran permukaan kedua bidang yg bersinggungan, jadi makin bernafsu permukaan suatu bidang maka nilai gaya geseknya akan semakin besar.

Lihat pula bahan Wargamasyarakat.org lainnya:

Tekanan Hidrostatis

Usaha & Energi

Agar ananda bisa memahami materi ini dgn baik, semestinya ananda harus mengetahui terlebih dulu bahan:

Hukum Newton I

Hukum Newton II

Terdapat dua jenis gaya gesek yakni Gaya Gesek Statis & Kinetis. Berikut diterangkan lebih lanjut.

Daftar Isi

Gaya Gesek Statis (GGS)

Gaya Gesek Statis yakni gaya yg bekerja saat benda diam hingga sempurna ketika benda akan bergerak. Sebagai contoh, GGS mampu menangkal ananda untuk tergelincir dr daerah ananda berpijak. GGS pula mampu menghalangi benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

Besar GGS merupakan hasil perkalian antara koefisien gesek statis dgn gaya wajar benda. Koefisien gesek merupakan besaran yg bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yg bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dgn $\mu_x$ .

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 yg membisu hingga sempurna akan bergerak memiliki nilai GGS, maka benda tak akan bergerak jika gaya yg diberikan lebih kecil dr nilai GGS (alasannya adalah arah gaya yg diberikan dgn arah gaya gesek selalu bertentangan). Makara, benda akan mampu bergerak jika gaya yg diberikan lebih besar dr nilai GGS.

$F \le f_s \longrightarrow$ benda tetap diam.

$F \geq f_s \longrightarrow$ benda mulai bergerak

Gaya Gesek Kinetis (GGK)

Gaya gesek kinetis adalah gaya yg bekerja saat benda bergerak. Saat benda diam hingga tepat akan bergerak, gaya yg berkerja yaitu GGS. Lalu, saat benda mulai bergerak maka gaya yg bekerja yaitu GGK. Jika tak terdapat GGK, maka sebuah benda yg diberi gaya akan selalu melaju & tak akan berhenti sebab tak ada gaya gesek yg melambatkannnya, mirip di luar angkasa.

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

Persamaan GGK:

$f_k = \mu_k \cdot F_k$ .

$\mu_k < \mu_s$ .

Lihat pula bahan Wargamasyarakat.org yang lain:

Unsur Intrinsik Puisi

Arthropoda

Passive Voice

Contoh Soal Gaya Gesek & Pembahasan

Soal 1:

Sebuah kotak seberat 10 kg ditarik sepanjang bidang datar dgn gaya sebesar 40 N yg membentuk sudut $30^ \circ$ . Koefisien gesek statis & kinetis nilainya berturut-turut sebesar 0,4 & 0,3. Hitunglah percepatannya.

Pembahasan:

Gambarkan terlebih dulu gaya-gaya yg melakukan pekerjaan pada box tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini.

contoh soal gaya gesek

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Kemudian kita identifikasi komponen-komponen yg dikenali,

$\mu_k = 0,3 \qquad \mu_s = 0,4 \qquad m = 10 \: kg \newline \newline g = 9,8 \: m/s^2 \qquad F = 40 N \qquad \theta = 30^ \circ$ .

$F$ mempunyai unsur vertikal & 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 yg dinotasikan dgn $F_N$ ataupun $N$ ,

$\sum F_y = m \cdot a_y$ .

$\sum F_y = 0$ (alasannya benda tak bergerak dengan-cara 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 mengenali 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 pastikan GGK yg 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, mampu kita cari percepatannya:

$\sum F_x = m \cdot a_x \newline \newline F - f_k = m \cdot a$ .

$a = \frac F - f_k m = \frac 34,6 N - 23,4 N 10 kg = 1,1 \: m/s^2$ .

Kaprikornus, percepatan yg dialami benda sebesar $1,1 \: m/s^2$ .

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

Lihat pula bahan Wargamasyarakat.org yang lain:

Persamaan Logaritma

Hukum Dasar Kimia

Pengertian Puisi

Soal 2

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

gesekan sistem

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Pembahasan:

Berikut arah komponen-bagian gaya dr 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 yg melakukan pekerjaan pada kotak A sebesar:

$f_k = \mu_k \cdot F_n = 0,2 \cdot 49 N = 98 N$ .

Gaya tegang tali dinotasikan dgn $T$ 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 mampu ditulis dengan:

$\sum F_B = m_B \cdot a$ .

$m_b \cdot g - T = m_B \cdot a$ (disubstitusikan dgn persamaan kotak A)

$m_B \cdot g - (m_A \cdot a + f_k) = m_B \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-m_a \cdot a-f_k=m_B \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-f_k=m_B \cdot a+m_A \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-f_k=(m_B + m_A)a$ .