Gaya Gesek dan Gerak Benda

Gaya Gesek

Apabila ada dua benda yang berinteraksi melalui kontak atau sentuhan langsung pada permukaannya, maka akan selalu timbul suatu gaya yang disebut gaya kontak. Gaya kontak ini memiliki kompnen yang sejajar dengan permukaan sentuh yang secara khusus disebut gaya gesekan, sedangkan komponen lain yang tegak lurus dengan permukaan sentuh disebut gaya normal.

Karena arah gaya gesekan sejajar dengan permukaan sentuh, maka akan mempengaruhi gerak suatu benda. Arah gaya gesekan ini selalu berlawanan dengan arah gerak benda sehingga bersifat menghambat gerak benda. Walaupun gaya normal arahnya tegak lurus terhadap arah gerak benda, namun gaya normal memberikan pengaruh pada besarnya gaya gesekan. Semakin besar gaya normal, maka semakin besar pula gaya gesekan yang terjadi.

Besarnya gaya gesekan juga bergantung pada kekasaran permukaan sentuh. Semakin kasar permukaan sentuh, semakin besar gaya gesekan yang timbul.

1. Gaya Gesekan Statis dan Kinetis

Pada saat kita berusaha untuk menggeser lemari yang berat, mungkin lemari tersebut tidak bergerak sama sekali (∑ F = 0), karena lantai melakukan gaya gesekan f yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan dengan gaya dorong yang kita lakukan (F=f). Gaya gesekan ini disebut gaya gesekan statis, fs. Jika kita mampu mendorong dengan gaya yang lebih besar sehinggalemari tepat akan bergerak, maka pada saat ini gaya gesekan statis mencapai nilai maksimum. Besarnya gaya gesekan statis maksimum diruuskan sebagai berikut:

Setelah lemari bergeser (∑ F = ma), ternyata gaya yang kita butuhkan untuk menjaga lemari etrus bergeser lebih kecil dibandingkan saat awal almari belum bergerak. Dalam keadaan inigaya gesekan yang bekerja adalah gaya gesekan kinetis, fk, yang nilainya selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum. Besarnya gaya gesekan kinetis dapat dirumuskan sebagai berikut :

Dari uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa pada saat benda belum bergerak berlaku Hukum I Newton, yaitu ∑ F = 0, dan besar gaya gesekan yang sama dengan gaya dorong tetapi berlawanan arah merupakan apsangan gaya aksi-reaksi (Hukum III Newton). Sedangkan pada saat gaya drong menyebabkan benda tersebut bergerak denagn suatu percepatan tertentu, berlaku Hukum II Newton, yaitu ∑ F = ma.

2. Analisis Gerak Benda Pada Bidang Datar

Saat benda diam dan ada pengaruh gaya luar,

Saat benda diam dan ada pengaruh gaya luar

maka benda dalam keadaan tepat akan bergerak

Saat benda bergerak

3. Aplikasi Gerak Benda Pada Bidang Miring

Jika gaya luar ∑ F = ma, maka:

Arah gesekan searah bidang miring ke atas dan benda mendapatkan gaya sebesar F ke bawah, maka rumusnya menjadi

Arah gesekan searah bidang miring ke bawah dan benda mendapatkan gaya sebesar F ke atas, maka rumusnya menjadi

Sumber : nisa