Pengertian Gaya Gesek dan Rumus Gaya Gesek

Sudahkah Anda mengetahui apa itu gaya gesek? Jika belum atau sudah tahu namun ingin mengetahui rumus gaya gesek, maka artikel ini akan memberikan referensi berguna bagi Anda. Pada kesempatan ini saya akan berbagi pengetahuan tentang ilmu IPA, yang mengupas perihal definisi gaya gesek serta rumus dari gaya gesek.

Ketika terdengar kata "gaya gesek" mungkin masih terasa asing ditelinga sebagian orang, terlebih untuk mereka yang awam dengan ilmu IPA. Namun tenang saja, karena bagi Anda yang belum mengetahuinya artikel ini akan mengulas seputar gaya gesek, rumus gaya gesek, dan contoh soal gaya gesek secara lengkap. Mari kita mulai mengenal lebih jauh tentang gaya gesek.

Pengertian Gaya Gesek

Apa yang dimaksud gaya gesek itu? Gaya gesek adalah suatu gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Gaya gesek muncul ketika dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksudkan tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat juga berbentuk cair, maupun gas.

Berdasarkan hukum I Newton, pada balok kayu yang terletak di atas meja bekerja gaya normal yang berlawanan arah dengan gaya berat. Jika sebuah arah gerak benda mendatar, maka besarnya gaya normal (n) sama dengan berat benda (w).

Apabila sebuah balok kayu ditarik dengan tali, gaya yang dibutuhkan dalam jumlah tertentu. Hal ini dikarenakan adanya gaya gesekan antara permukaan balok dengan suatu permukaan meja yang arahnya berlawanan dengan arah gerak balok.

Skala atau besaran gaya gesekan dipengaruhi berat benda dan kekasaran permukaan yang saling bersentuhan. Untuk permukaan yang licin, pengaruh pada gaya gesekan sangat kecil, bahkan dapat dibilang tidak ada.

Gaya gesekan (Fg) yang terjadi manakala benda belum bergerak disebut dengan gaya gesekan statis (Fs), sementara pada suatu gaya gesekan yang terjadi sesudah benda bergerak disebut sebagai gaya gesekan kinetis (Fk).

Jika balok kayu ditarik, berangsur-angsur neraca pegas menunjukkan angka yang semakin besar. Hal tersebut terjadi lantaran adanya gaya gesekan statis memiliki angka yang bervariasi dari nol sampai dengan nilai maksimum tertentu. Angka paling besar tercapai sesaat sebelum balok kayu bergerak. Nah, angka inilah yang disebut dengan gaya gesekan statis maksimum.

Rumus Gaya Gesek


Berikut ini dijelaskan rumus dari gaya gesek:

Pada gaya gesekan statis berlaku persamaan
Fs = μs N

Keterangan:
Fs = gaya gesekan statis
μs = koefisien gesekan statis
N = gaya normal

Pada gaya gesekan kinetis berlaku persamaan
Fk = μk N

Keterangan:
Fk = gaya gesekan kinetis
μk = koefisien gesekan kinetis
N = gaya normal
μk < μs
Fg = Fs atau Fk
besarnya koefisien gesekan kinetis ialah tetap

Contoh Soal Gaya Gesek


Soal Pertama:

Sebuah kotak dengan berat 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 berikut ini.

gaya gesek

Selanjutnya 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, Anda 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.

Supaya bisa mengetahui apakah benda tersebut dapat bergerak atau tidak, maka perlu dihitung 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.

Anda 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.

Kemudian, dapat Anda 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.

Maka, percepatan yang dialami benda sebesar 1,1 \: m/s^2.

Apabila tidak terdapat gaya gesek, percepatannya tentu akan lebih besar.

Soal Kedua

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

gaya gesek

Pembahasan:

Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,

gaya gesek




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.

Anda dapat mencari nilai a sebesar:


gaya gesek


Maka, percepatan yang dialami kotak A sebesar 1,4 m/s^2 ke kanan dan kotak B ke bawah.

Anda juga bisa mencari gaya tegang tali sebesar:


gaya gesek

Artikel rekomendasi: Pengertian Iklim Menurut Para Ahli

Demikianlah artikel pendidikan IPA yang mengulas tentang pengertian gaya gesek, rumus gaya gesek, serta contoh soal gaya gesek. Semoga bisa menambah ilmu IPA Anda.

loading...
Artikeloka » Referensi artikel edukatif

Judul Artikel: Pengertian Gaya Gesek dan Rumus Gaya Gesek
Ditulis Oleh: Luki Hardian

Apabila Anda ingin republikasi artikel, dimohon dengan sangat kebersediaannya untuk menyertakan link yang mengarah ke laman artikel Pengertian Gaya Gesek dan Rumus Gaya Gesek ini.

Jika artikel yang Anda baca bermanfaat, silakan like/bagikan dengan teman Anda di sosial media dengan menggunakan tombol share dibawah.

0 Response to "Pengertian Gaya Gesek dan Rumus Gaya Gesek"

Posting Komentar

close