Pengertian Gaya Gesek, Jenis dan Rumusnya

Jika kamu pernah mendorong meja kamu akan merasakan berat, kenapa bisa begitu? Karena ada gaya gesek pada meja dan lantai, sehingga jika kamu menggesernya, meja tersebut akan terasa berat. Nah berkaitan hal tersebut, kalian sudah tahu belum apa itu gaya gesek? Ada berapa macam gaya gesek? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, mari ita simak penjelasan tentang gaya gesek terlengkap dilengkapi dengan rumus berikut.

A. Pengertian Gaya Gesek

Semua orang pasti mengetahui gaya gesek, karena gaya gesek sering kita lakukan pada kehidupan. Saat mendorong meja kita, meja mengalami gaya gesek atau orang mengenalnya dengan gesekan. Gesekan bisa terjadi jika sebuah dua benda bersentuhan atau bersinggungan. Gesekan atau gaya gesek bekerja ketika sebuah benda bergerak, maka arah gerak benda berlawanan dengan arah gesek.

Secara umum, gaya gesek (friction force) adalah gaya yang mucul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisika. Arah gaya gesek searah dengan dengan permukaan bidang sentuh dan selalu berlawanan dengan kecederungan arah gerak. Gaya gesek disimbolkan dengan huruf f, sedangkan satuannya adalah Newton. Benda-benda dalam gaya gesek tidak hanya berbentuk benda padat saja, akan tetapi bisa benda cair, dan gas.

Contoh dari gaya gesek yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari terdapat pada kereta cepat, misalnya kereta Maglev. Gaya gesek terjadi antara kereta dengan lintasannya. Hal ini yang mengakibatkan kereta tetap berada pada lintasannya dan menjadi sebuah keuntungan besar untuk para penumpangnya.

Tabel beberapa gaya gesek pada benda

B. Gambar Gaya Gesek

Gaya gesek bekerja ketika benda bersinggungan. Contohnya, sebuah balok diletakkan pada bidang datar, kemudian dikenai gaya sebesar F, maka kita akan melihat gaya-gaya yang bekerja pada balok tersebut dalam gambar berikut.

Gambar gaya yang muncul pada gaya gesek

Dari gambar, dapat diketahui bahwa arah gaya yang diberikan kepada benda, berlawanan arah dengan gaya gesek yang ditimbulkan. Besar kecilnya gaya gesek dipengaruhi oleh bentuk permukaan. Apabila permukaan licin, maka gaya gesek yang ditimbulkan kecil. Sedangkan apabila permukaan kasar, maka gaya gesek yang ditimbulkan besar. Hal ini, tentu saja pada kondisi benda padat. Benda cair, dan gas juga mempunyai gaya gesek.

C. Jenis Gaya Gesek

Secara umum gaya gesek dibedakan menjadi dua macam, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetik. Adapun penjelasan dari kedua gaya gesek tersebut adalah sebagai berikut:

1. Gaya Gesek Statis

Jika kamu menarik sebuah kotak besar yang diam di atas lantai dengan sebuah gaya horizontal yang kecil, mungkin saja kotak itu tidak bergerak sama sekali. Alasannya adalah karena lantai melakukan gaya horizontal yang dinamakan gaya gesek statis f_s yang mengimbangi gaya yang kamu kerjakan.

Gaya gesek ini disebabkan oleh ikatan molekul-molekul kotak dan lantai ditempat-tempat terjadinya kontak yang sangat erat antara kedua permukaan. Gaya ini berlawanan arah dengan gaya luar yang dikerjakan. Gaya gesek statis agak mirip dengan gaya pendukung yang dapat menyesuaikan dari nol sampai suatu gaya maksimum f_{s maks} bergantung seberapa kuat kamu menarik.

Rumus Gaya Gesek Statis

Gaya gesek statik sebanding dengan gaya normal, dan dirumuskan:

µ_s’ = µ_{s .} N

Keterangan:

µ_s = koefisien gesek statis

N = gaya normal (N)

2. Gaya Gesek Kinetik

Jika kamu menarik cukup kuat, kotak akan meluncur di atas lantai. Jika kotak meluncur, ikatan molekul secara terus-menerus dibentuk dan dipecah, dan potongan-potongan kecil permukaan pecahan. Hasilnya adalah sebuah gaya gesek f_k yang melawan gerakan.

Rumus Gaya Gesek Kinetik

Adapun gaya gesek kinetik dirumuskan:

f_k = µ . N

µ_k adalah koefisien gesek kinetik

secara eksperimen, ditemukan bahwa:

- µ_k lebih kecil daripada µ_s

_- µ_k bergantung pada kelajuan relatif permukaan, tetapi untuk kelajuan dalam kisaran dari sekitar 1 cm/s sampai beberapa meter per sekon, µ_k hampir konstan.

- µ_k (seperti µ_s) bergantung pada luas kontak (makroskopik)

D. Contoh Soal Gaya Gesek

Sebuah balok bermassa 20 kg berada di bidang datar. Pada balok tersebut, gaya yang bekerja 100 N mendatar. Berapakah percepatan balok tersebut jika ...

a. Bidang licin

b. Bidang kasar dengan koefisien gesek 0,2 (g = 10m/s²)

Jawab

Diketahui:

Massa balok (m) = 20 kg

Gaya (F) = 100 N

Koefisien gesek (µ) = 0,2

Gaya gravitasi (g) = 10 m/s²

Ditanya:

a. Percepatan balok bila bidang licin?

b. Percepatan balok bila bidang kasar (µ=0,2) = ...?

Pembahasan

a. Pada bidang licin

F = m . a maka a = F / m

a = 100/20

a = 5 m/s²

Jadi, percepatan balok pada bidang licin yaitu 5 m/s²

b. Pada bidang kasar (µ=0,2)

N = w di mana w = m . g

N = m . g

N = 20 . 10 = 200 N

Fgesek = µ . N

Fgesek = 0,2 . 200

Fgesek = 40 N

F total = F – Fgesek

F total = 100 – 40

F total = 60 N

a = F total / N

a = 60 / 20

a = 3 m/s²

Jadi, percepatan balok pada bidang kasar (µ=0,2) yaitu 3 m/s²

Baca Juga :

- Pengertian Gaya, Rumus Gaya, Pengaruh Gaya

- Pengertian serta Perbedaan Gaya Sentripetal dan Sentrifugal

Keuntungan dari Gaya Gesek

Ada beberapa keuntungan dari adanya gaya gesek yang manusia diterapakan dalam kehidupan sehari-hari. Adapun keuntungannya adalah sebagai berikut

1.    Ban (motor, mobil, sepeda) dibuat beralur agar memperbesar gaya gesek sehingga mudah dikendalikan

2.    Adanya gaya gesek antara udara dan parasut mempermudah penerjun payung turun ke bawah

3.    Rem pada alat kendaraan membantu mengendalikan kecepatan kendaraan

Dengan adanya gaya gesek, manusia dapat mengggunakannya untuk dimanfaatkan sebagai keuntungan yang bisa digunakan manusia. Namun setiap ada keuntungan, tentu saja ada kerugian, begitu pun gaya gesek.

Kerugian dari Gaya Gesek

Ada beberapa kerugian dari adanya gaya gesek yang mengganggu dalam kehidupan sehari-hari. Adapun kerugian adalah sebagai berikut

1.    Gaya gesek menimbulkan ban menjadi tipis karena gesekan terus menerus

2.    Gaya gesek menimbulkan mesin menjadi aus, dan mesin harus diganti secara berkala.

3.    Saat kita terjatuh, dan kaki bergesekan dengan tanah menimbulkan lecet/luka.

Demikan penjelasan dari kami tentang Pengertian Gaya Gesek, Jenis serta Rumusnya. Semoga dapat bermanfaat. Sekian dan sampai jumpa pada artikel selanjutnya. Terima kasih atas kunjuangannya dan jangan lupa untuk dishare.

Sumber : Yusuf, Arif Alfatah Irwan. 2008. MC^2=F (Misi Rahasia) Calon Fisikawan Muslim. Jakarta. Penerbit. Balai Pustaka.