Penulis : Jehnsen Hirena Kane, Mahasiswa FMIPA Jurusan Fisika UI 2016
Pengertian Gaya Gesek
Gaya gesek merupakan sebuah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Apakah kamu pernah bertanya ke diri sendiri saat mau mindahin kulkas atau barang berat lainnya, “kenapa sih kulkas itu berat banget? Kenapa juga harus diangkat dulu? Kenapa kulkasnya ga bisa kita tinggal dorong aja biar meluncur?”. Mungkin kamu pikir jawabannya adalah karena gravitas mendorong kulkas ke bawah , tapi itu salah.
Ada sesuatu yang terjadi antara lantai dan kulkas, yang apabila “sesuatu” ini hilang, kamu dapat mendorong benda seberat 500 kg tanpa mengalami kesulitan sama sekali! Sesuatu ini adalah sebuah gaya yang sangat bandel karena gaya ini akan selalu melawan gaya yang kita berikan apabila objeknya berinteraksi dengan zat atau bahan sekitarnya, gaya ini bernama gaya gesek.
Apakah ada gaya gesek di udara? Ada karena udara sendiri adalah zat, satu – satunya lokasi dimana tidak pernah dideteksi gaya gesek adalah di luar angkasa, dikarenakan tidak ada zat apa pun di luar angkasa yang dapat berinteraksi dengan benda.
Jenis Gaya Gesek
Di dalam fisika dikenal dua buah gaya gesek, yaitu:
Gaya Gesek Statis
Gaya gesek ini merupakan gaya gesek ketika benda masih diam, kamu harus melawan gaya gesek ini untuk berhasil menggeser benda. Apabila kamu tidak dapat melawan gaya gesek maksimum benda, maka benda tidak akan pernah bergeser.
Gaya gesek statis dirumuskan sebagai berikut:
Dengan:
adalah gaya gesek statis.
adalah koefiesien gesek statis.- n adalah gaya normal.
Gaya normal adalah gaya yang dihasilkan karena kontak langsung permukaan benda dengan alasnya. Arah dari gaya normal selalu searah dengan permukaan alas benda.
Gaya Gesek Kinetik
Gaya gesek ini adalah gaya yang disebabkan oleh gesekan permukaan benda dan alas ketika benda sudah mulai bergerak, dirumuskan sebagai berikut:
Dengan:
adalah gaya gesek kinetik.
adalah koefisien gesek kinetik.
Lalu bagaimana gaya gesek dapat terjadi? Gaya gesek disebabkan oleh gesekan antara permukaan benda dengan alasnya, seperti pada gambar berikut:
Itulah alasan mengapa benda dengan permukaan halus dapat lebih mudah digeser dibandingkan benda dengan permukaan yang kasar. Sama halnya dengan alas yang halus seperti kaca lebih mudah digunakan untuk menggeser benda dibandingkan aspal.
Gaya gesek statis dan gaya gesek dinamis saling berhubungan erat di dalam dunia nyata, kombinasi keduanya menjelaskan kenapa ketika kamu pertama kali menggeser benda yang diam rasanya lebih sulit dan berat dibandingkan ketika menggeser benda yang memang pada awalnya sudah bergeser. Apa yang kamu rasakan sesuai dengan grafik berikut:
Contoh Soal Latihan
- Berapakah besar gaya gesek statis dan gaya gesek dinamis dari suatu benda yang memiliki masa 10 kg dan koefisien gesek statis dan kinetik secara berurutan 0,5 dan 0,3?
Diketahui
Ditanya
Berapa gaya gesek statis maksimum dan gaya gesek kinetik benda tersebut?
Jawab
Pada kasus sederhana seperti ini, kamu hanya perlu memasukkan data yang ada ke persamaan. Untuk gaya gesek statis minimum:
Sedangkan untuk gaya gesek kinetik:
Sebagai catatan, kalau kamu perhatikan, nilai gaya gesek statis maksimum pasti selalu lebih besar dari gaya gesek kinetik
2. Sebuah benda dengan massa 10 kg bergerak dengan gaya konstan sebesar 200 N. Apabila koefisien gesek kinetik antara lantai datar dan benda adalah 0,4, berapakah percepatan yang dialami benda tersebut?
Diketahui
Ditanya
Berapa percepatan yang dialami benda tersebut?
Jawab
Pada kasus ini kita perlu meninjau gaya apa saja yang bekerja pada benda, dalam hal ini pada sumbu x kita ketahui bahwa:
Nilai negatif pada gaya gesek kinetik berarti gaya gesek tersebut melawan arah gerak benda
3. Sebuah puck hoki (bola hoki es) dipukul sehingga memiliki kecepatan awal sebesar 20 m/s. Apabila tempat puck dipukul adalah lantai es yang tak berujung dan ternyata setelah dipukul puck mengalami perlambatan sebesar 2 m/s2 sebelum akhirnya berhenti, berapakah koefisien gesek kinetik antara puck dengan lantai es?
Diketahui
Ditanya
Berapa besar koefisien gesek kinetik puck dengan lantai es tersebut?
Jawab
Pada kasus sederhana seperti ini, kita perlu untuk menganalisis setiap gaya yang bekerja pada puck. Pada sumbu x setelah dipukul hanya ada gaya gesek kinetik yang mempengaruhi puck, sedangkan pada sumbu y hanya ada gaya berat puck dan gaya normal, apabila dituliskan:
Nilai negatif pada gaya gesek kinetik berarti gaya gesek tersebut melawan arah gerak puck.
Perhatikan bahwa total gaya di sumbu y memang harus nol, karena apabila sebaliknya puck akan bergerak ke atas dan ke bawah yang dimana tidak mungkin terjadi pada kasus ini. Apabila kita tinjau persamaan gaya gesek kinetik:
Dan menyubstitusi kan hasil analisa gaya pada sumbu x dan y maka persamaannya menjadi
Perhatikan bahwa informasi mengenai kecepatan awal tidak kita gunakan sama sekali. Ada beberapa soal fisika yang kadang memasukkan beberapa variabel yang fungsinya hanya untuk pengalih dan menguji pemahaman kamu.
Pertanyaan Umum
Gaya gesek adalah sebuah gaya yang berarah melawan gerak dari benda atau arah kecenderunganya benda bergerak.
Ada 2 jenis dari gaya gesek, pertama gaya gesek statis dan yang kedua adalah gaya gesek kinetik.
Daftar Pustaka
[1] Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2016). Principles of Physics Extended, International Student Version. India: Wiley India Pvt. Ltd [2] Serway, R. A., & Jewett, J. W. (1996). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 9th. International Edition (Brooks/Cole Publishing Co., Pacific Grove, CA, USA, 2011)Baca juga: