Gaya Gesek

Pengertian Gaya Gesek

Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas.

Pernahkah anda jatuh terpeleset karena menginjak sesuatu yang licin?

Kita bisa terpeleset ketika menginjakkan kaki pada sesuatu yang licin karena tidak ada gaya gesek yang bekerja. Tanpa gaya gesek, kita tidak akan bisa berjalan, roda sepeda motor atau mobil juga tidak akan bisa berputar. Demikian juga berita di televisi dan surat kabar yang mengatakan bahwa pesawat terbang tergelincir merupakan salah satu bukti.

Kehidupan kita sehari-hari tidak terlepas dari bantuan gaya gesekan, walaupun terkadang kita tidak menyadarinya. Dalam pembahasan mengenai hukum Newton, kita akan selalu berhubungan dengan gaya gesekan. Sumarjono (2005:70) mengemukakan gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak.

Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda- benda yang dimaksud disini tidak harus berbentuk padat, tetapi dapat pula berbentuk cair, atau pun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat, cairan, dan gas adalah gaya Stokes. Gaya gesek pada benda mempunyai arah yang selalu berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda.

Lohat (2008:349) mengemukakan gesekan biasanya terjadi di antara dua permukaan benda yang bersentuhan, baik terhadap udara, air atau benda padat. Ketika sebuah benda bergerak di udaa, permukaan benda tersebut bersentuhan dengan udara sehingga terjadi gesekan antara benda dengan udara, demikian juga ketika bergerak di dalam air. Gaya gesekan juga selalu terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan, sekali pun benda tersebut sangat licin. Permukaan benda yang sangat licin sebenarnya sangat kasar dalam skala mikroskopis.

Ketika kita mencoba menggerakkan suatu benda, tonjolan-tonjolan mikroskopis ini menganggu gerak tersebut. Sebagai tambahan, pada tingkat atom (ingat bahwa semua ateri tersusun dari atom-atom), sebuah tonjolan pada permukaan menyebabkan atom-atom sangat dekat dengan permukaan lainnya. Sehingga gaya-gaya listrik di antara atom dapat membentuk ikatan kimia, sebagai penyatu kecil di antara dua permukaan benda yang bergerak.

Ketika sebuah benda bergerak, misalnya ketika kita mendorong sebuah buku pada permukaan meja, gerakan buku tersebut mengalami hambatan dan akhirnya berhenti, karena terjadi gesekan antara permukaan bawah buku dengan permukaan meja serta gesekan antara permukaan buku dengan udara, dimana dalam skala miskropis, hal ini terjadi akibat pembentukan dan pelepasan ikatan tersebut.Jika permukaan suatu benda bergeseran dengan permukaan benda lain, masing-masing benda tersebut melakukan gaya gesekan antara satu dengan yang lain. Gaya gesekan pada benda yang bergerak selalu berlawanan arah dengan arah gerakan benda tersebut.

Selain menghambat gerak benda, gesekan dapat menimbulkan aus dan kerusakan. Hal ini dapat kita amati pada mesin kendaraan. Misalnya ketika kita memberikan minyak pelumas pada mesin sepeda motor, sebenarnya kita ingin mengurangi gaya gesekan yang terjadi di dalam mesin. Jika tidak diberi minyak pelumas maka mesin kendaraan kita cepat rusak. Kita dapat berjalan karena terdapat gaya gesek antara permukaan sandal atau sepatu dengan permukaan tanah. Jika anda tidak biasa menggunakan alas kaki gaya gesek tersebut bekerja antara permukaan bawah kaki dengan permukaan tanah atau lantai.

Alas sepatu atau sandal biasanya kasar/bergerigi atau tidak licin. Para pembuat sepatu dan sandal membuatnya demikian karena mereka sudah mengetahui konsep gaya gesekan. Demikian juga alas sepatu bola yang dipakai oleh pemain sepak bola, yang terdiri dari tonjolan-tonjolan kecil. Apabila alas sepatu atau sandal sangat licin, maka anda akan terpeleset ketika berjalan di atas lantai yang licin atau gaya gesek yang bekerja sangat kecil sehingga akan mempersulit gerakan anda.

Ketika sebuah benda berguling di atas suatu permukaan (misalnya roda kendaraan yang berputar atau bola yang berguling di tanah), gaya gesekan tetap ada walaupun lebih kecil dibandingkan dengan ketika benda tersebut meluncur di atas permukaan benda lain. Gaya gesekan yang bekerja pada benda yang berguling di atas permukaan benda lainnya dikenal dengan gaya gesekan rotasi.

Baca Juga :Siklus Krebs

Sedangkan gaya gesekan yang bekerja pada permukaan benda yang meluncur di atas permukaan benda lain (misalnya buku yang didorong di atas permukaan meja) disebut sebagai gaya gesekan translasi. Pada kesempatan ini kita hanya membahas gaya gesekan translasi, yaitu gaya gesekan yang bekerja pada benda padat yang meluncur di atas benda padat lainnya.

Asal Gaya Gesek

Gaya gesek merupakan akumulasi interaksi mikro antar kedua permukaan yang saling bersentuhan. Gaya-gaya yang bekerja antara lain adalah gaya elektrostatik pada masing-masing permukaan.

Dulu diyakini bahwa permukaan yang halus akan menyebabkan gaya gesek (atau tepatnya koefisien gaya gesek) menjadi lebih kecil nilainya dibandingkan dengan permukaan yang kasar, akan tetapi pada masa kini tidak lagi demikian. Konstruksi mikro (nano tepatnya) pada permukaan benda dapat menyebabkan gesekan menjadi minimum, bahkan cairan tidak lagi dapat membasahinya (efek lotus).

Rumus 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 adalah tetap

Besarnya gaya gesek yang bekerja pada sebuah benda bergantung pada:

Gaya normal (N)

“Gaya normal adalah gaya reaksi yang muncul ketika dua benda bersentuhan dan arah selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Gaya norma dapat berasal dari berat benda sendiri ditambah penaruh gaya luar” (Amalia, 2004).

Koefisien gesekan (µ)

Koefisien gesekan suatu bidang bergantung pada halus atau kasarnya permukaan benda tersebut. Hubungan gaya gesek dan koefisien dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut.

fs = µs.N fk = µk.N

Gaya gesek satuannya newton, sedangkan koefisien gesekan tidak bersatuan dan harganya antara 0 dan 1 (0 ≤ µ ≤ 1).

µ = 0 untuk bidang licin sempurna

µ = 1 untuk bidang yang sangat kasar

Baca Juga :Gas Mulia

Terjadinya Gaya Gesek

Lohat (2008:375) mengemukakan gaya gesek merupakan akumulasi interaksi mikro antar kedua permukaan yang saling bersentuhan. Gaya-gaya yang bekerja antara lain adalah gaya elektostatik pada masing-masing permukaan.

Dulu diyakini bahwa permukaan yang halus akan menyebabkan gaya gesek (atau tepaatnya koefisien gaya gesek) menjadi lebih kecil nilainya dibandingkan dengan permukaan yang kasar, akan tetapi dewasa ini tidak lagi demikian. Konstruksi mikro (nano tepatnya) pada permukaan benda dapat menyebabkan gesekan menjadi minimum, bahkan cairan tidak lagi dapt membasahinya (efek lotus).

Jenis-jenis Gaya Gesek

Terdapat dua jenis gaya gesek antara dua buah benda yang padat saling bergerak lurus, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis.

Gaya Gesek Statis

Gaya gesek statis bekerja pada benda diam hingga tepat akan bergerak sehingga besarnya berubah hingga mencapai niai maksimum yang diperlukan untuk menggerakkan benda.

Lohat (2008:389) mengemukakan gaya gesekan yang bekerja pada permukaan benda yang bersentuhan, ketika benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statik (lambangnya fs). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak.

Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan antara dua permukaan biasanya berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju tetap. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan masih bekerja pada permukaan benda yang bersentuhan tersebut. Gaya gesekan statis maksimum antara dua permukaan kering tanpa pelumas memenuhi hukum empiris berikut.

Halliday (1991:103) berpendapat gaya tersebut dapat dikatakan tidak bergantung kepada luas daerah kontak, dalam batas yang cukup lebar. Besarnya sebanding dengan gaya normal. Gaya normal kadang-kadang disebut juga gaya pembeban (loading force), adalah gaya yang dilakukan oleh benda yang satu pada benda lainnya dalam arah tegak lurus kepada bidang antarmuka keduanya.

Perbandingan antara besar gaya gesekan statik maksimum dan besar gaya normal disebut koefisien gesekan statik, yang diberi lambang µs. Jika fs menyatakan besar gaya gesek statik, maka secara matematis dapat dirumuskan: fs ≤ µs.N. µs adalah koefisien gesekan statik dan N adalah gaya normal. Tanda (≤) bisa diganti dengan tanda (=) apabila fs mencapai ha rga maksimum.

Baca Juga :Gelombang Elektromagnetik

Gaya gesek kinetik

Gaya gesek kinetik merupakan gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak.

Lohat (2008:392) mengemukakan gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan ketika benda tersebut bergerak disebut gaya gesek kinetik (lambangnya fk) (kinetik berasal dari bahasa Yunani yang berarti “bergerak”). Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya gesekan bekerja berlawanan arah terhadap kecepatan benda. Hasil eksperimen men\unjukkan bahwa pada permukaan benda yang kering tanpa pelumas, besar gaya gesekan sebanding dengan Gaya Normal.

Gaya gesekan kinetik antara 2 permukaan kering tanpa pelumas memenuhi juga hukum yang sama seperti untuk gesekan statik, yaitu:

Halliday (1991:106) mengemukakan gaya ini dapat dikatakan tidak bergantung kepada luas permukaan kontak, dalam batas yang cukup lebar. Besarnya sebanding dengan gaya normal. Perbandingan antara besar gaya gesekan kinetik dan gaya normal disebut koefisien gesekan kinetik, yang diberi lambang µk. Jika fk menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut. fk = µk.N. Baik µs maupun µk adalah konstanta tak berdimensi, kedua-duanya merupakan perbandingan besar dua buah gaya.Biasanya, untuk pasangan permukaan tertentu, µs < µk.

Berdasarkan perbedaan tersebut dapat disimpulkan bahwa gaya gesek statis bekerja pada benda diam hingga tepat akan bergerak sehingga besarnya gaya berubah hingga mencapai nilai maksimum yang diperlukan untuk menggerakkan benda. Jadi jika dirumuskan menjadi fs ≤ µs.N. Berbeda dengan gaya gesek statis, gaya gesek kinetis merupakan gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak dengan besar gaya yang relatif konstan, bila dirumuskan menjadi fk = µk.N.

Tanda persamaan pada kedua gaya gesek tersebut memiliki arti fisis yang harus diperhatikan. Pada gaya gesek kinetis arti tersebut menandakan besar gaya gesek tersebut relatif konstan dan pada gaya gesek statis besar gaya akan terus berubah hingga benda tepat akan bergerak atau bernilai maksimum.

Aplikasi Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari banyak aplikasi dari prinsip gaya gesek yang kita jumpai. Tetapi kita tidak menyadari akan hal tersebut. Gaya gesekan dapat diperbesar ataupun diperkecil disesuaikan dengan tujuannya. Dalam kehidupan sehari-hari kita jumpai berbagai aplikasi dan cara yang dilakukan untuk memperkecil atau memperbesar gaya gesekan, di antaranya adalah sebagai berikut:

Baca Juga :Ciri-Ciri Bulan

Pemberian pelumas atau oli pada roda atau rantai sepeda agar gesekannya dapat
Penggunaan kayu yang berbentuk bulat untuk mendorong benda agar lebih mudah. Apabila kita mendorong meja atau lemari yang cukup berat maka digunakan gelondongan kayu agar gaya gesekan yang terjadi dapat
Penggunaan pul pada sepatu pemain bola. Hal ini bertujuan agar gaya gesekan dapat diperbesar sehingga pemain bola tidak tergelincir pada saat berlari dan menendang
Membuat alur-alur pada ban mobil atau motor. Untuk menghindari permukaan licin pada jalan yang dilewatinya, pada ban motor dan mobil terdapat alur-alur. Alur-alur ini bertujuan untuk memperbesar gaya gesekan antara ban dan permukaan

Manfaat dan Kerugian yang Ditimbulkan Gaya Gesek

Manfaat gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari

Beberapa manfaat gaya gesek yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

Membantu benda bergerak tanpa tergelincir

Kita dapat berjalan di atas lantai karena adanya gaya gesekan antara sepatu dan lantai yang menyebabkan kita tidak tergelincir saat berjalan. Selain itu, permukaan aspal jalan raya dibuat agak kasar. Hal ini bertujuan agar mobil tidak slip ketika bergerak diatasnya. Adanya gesekan antara ban dan aspal menyebabkan mobil dapat bergerak tanpa tergelincir.

Menghentikan benda yang sedang bergerak

Apa yang akan terjadi apabila sepeda motor yang kamu naiki tidak memiliki rem? Prinsip kerja dari rem yaitu menahan atau menghentikan lajunya kendaraan. Sehingga kendaraan dapat mengurangi lajunya bahkan berhenti pada tempat yang diinginkan.

Bila seorang pengendara mobil misalnya, menginjak pedal rem. Maka pada saat yang bersamaan kampas rem bergesekan dengan roda untuk menahan atau menghentikan gerak rotasi (putaran) roda. Gaya gesekan yang timbul antara kampas rem dan roda sangat penting terutama bagi keselamatan dalam berkendaraan.

Gesekan antara roda kendaraan bermotor dengan jalan.

Dengan adanya gesekan, kecepatan mobil dapat dipercepat maupun diperlambat, sehingga mobil dapat bergerak maupun berhenti.

Gesekan pada parasut dengan udara yang dapat memperlambat gerak
Kerugian yang Ditimbulkan Akibat Gaya Gesek

Selain memiliki manfaat, gaya gesek juga memiliki kerugian dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini beberapa kerugian yang ditimbulkan oleh adanya gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari.

Baca Juga :Pengertian Atom

Menghambat gerakan

Gaya gesekan menyebabkan benda yang bergerak akan terhambat gerakannya. Adanya gesekan antara ban sepeda dan aspal membuat kita harus mengayuh sepeda dengan tenaga yang lebih besar. Gaya gesekan antara udara dan mobil, pesawat terbang, atau kereta api juga mengakibatkan kendaraan-kendaraan itu tidak dapat melaju dengan kecepatan penuh. Hal ini menunjukkan bahwa gaya gesekan menghambat gerakan suatu benda.

Menyebabkan aus

Ban sepeda atau sepatu kita bagian bawah akan menjadi tipis diakibatkan oleh gaya gesek yang besar antara ban atau sepatu dengan aspal.

Gesekan pada mesin mobil dapat menimbulkan panas sehingga mobil perlu diberi minyak pelumas. Fungsi dari minyak pelumas atau oli adalah memperhalus permukaan yang
Gesekan antara roda dengan porosnya, untuk mengurangi adanya gesekan ini dipergunakan bola baja (gotri).

Keuntungan dan Kerugian Gaya Gesek

Keuntungan Gaya Gesekan :

Membantu benda bergerak tanpa tergelincir.

Contohnya ketika berjalan antara kaki atau sepatu kita dengan lantai harus ada gesekan. Jika tidak ada gaya gesek kita tidak bisa berjalan karena selalu tergelincir.

Untuk menghentikan benda yang sedang bergerak

Contoh ketika kita mengerem sepeda, rem pada sepeda mencekram pelek agar roda sepeda berhenti berputar. Cengkraman rem itu memberi gaya gesek pada pelek.Antara ban dan jalanan juga terjadi gaya gesek jadi sepeda akan berhenti.

Menahan benda agar tidak bergeser

Gaya gesek mampu menahan benda agar tak bergeser. Barang – barang yang ada di rumah kita juga menggunakan gaya gesek, jika tidak ada gaya gesek barang barang itu akan bergeser.

Kerugian Gaya Gesekan :

Menghambat Gerakan

Benda yang bergerak selalu ditahan gaya gesekan. Akibat gaya gesekan tersebut maka gerakan benda menjadi terhambat.

Mengikis permukaan benda yang bergesekan

Dua buah benda yang selalu saling bergesekan maka permukaannya lama – kelamaan akan terkikis (aus). Jadi ausnya sebuah benda dapat disebabkan karena sering bergesekan.

Memboroskan energi untuk mengatasi gaya gesekan

Agar benda bisa bergerak harus melawan gaya gesekan dan harus ada gaya tambahan . misalnya dengan dorongan atau tarikan yang lebih kuat sehingga benda bergerak atau berpindah. Dengan adanya gaya tambahan tersebut berarti telah memboroskan energi.

Baca Juga :Rumus Konversi Suhu

Contoh Soal Gaya Gesek

Suatu benda yang massanya 50 kg berada pada bidang datar. Pada benda, gaya yang bekerja 200 N mendatar. Berapa percepatan pada benda itu Bila

bidang licin;?
bidang kasar dengan koefisien gesek = 0,3 (g = 10 m/s2)?

Pembahasan

Diketahui:

m = 50 kg
μ = 0,3
F = 200 N
g = 10 m/s2

Ditanya:

percepatan benda jika bidang licin = …?

percepatan benda jika bidang kasar (μ = 0,3) = …?

Jawab:

Bidang licin
F = m a maka a = F/m
= 200/50
= 4 m/s

Jadi, percepatan jika bidang licin = 4 m/s2.

Bidang kasar (μ = 0,3)
N = w
= mg
= 50 x 10 = 500 N

Fgesek = μ N
= 0,3 x 500
= 150 N

Ftotal = F – Fgesek
= 200 – 150
= 50 N

a = Ttotal/m
= 50/50
= 1 m/s

Jadi, percepatan jika bidang kasar = 1 m/s2.

Sekian penjelasan artikel diatas tentang Gaya Gesek – Pengertian, Rumus, Faktor, Satuan, Tabel, Contoh semoga bermanfaat bagi pembaca setia kami.