Rumus Gaya Gesek – Normal, Gravitasi, Disertai Contoh Soal Bergambar

Gaya gesek merupakan gaya yang bekerja di antara dua permukaan benda yang keduanya saling bersentuhan atau bersinggungan, jika di dalam bahasa inggris sendiri, gaya gesek ini lebih dikenal dengan istilah friction force, sehingga simbol yang digunakan untuk menunjukkan gaya gesek menggunakan huruf F. Besar kecilnya gaya gesek bergantung pada permukaan yang di miliki dari kedua benda tersebut, semakin kasar permukaan antara kedua benda maka semakin besar gaya geseknya, kondisi sebaliknya terjadi semakin licin permukaan antara kedua benda maka semakin kecil gaya geseknya.

Sudah tahu kan, pengertian dari gaya gesek itu sendiri, namun sebelum ke pembahasan berikutnya mengenai rumus gaya gesek, perlu anda ketahui jika terdapat dua jenis gaya gesek yakni gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Mau tau apa perbedaan keduanya? Berikuy adalah penjelasan lengkapnya ya.

Gaya Gesek Statis

Gaya Gesek Statis merupakan gaya yang bisa bekerja pada saat benda sedang diam hingga tepat ketika benda akan mulai untuk bergerak. Salah satu contohnya sendiri adalah, gaya gesek statis bisa mencegah anda agar tidak tergelincir dari tempat anda berpijak, gaya gesek statis juga bisa mencegah benda untuk meluncur ke bawah pada saat berada di bidang yang miring.

Besar gaya gerak statis ini sendiri adalah hasil dari perkalian yang terjadi antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda, koefisien gesek ini adalah besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permuakaan bidang yang saling bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dengan:

Rumus gaya gesek statis berlaku persamaan Fs= US N keterangan :

Fs = gaya gesek statis

US = koefisien gesekan statis

N = gaya normal

Persamaan Gaya gerak statis:

$f_s = \mu_x \cdot F_n$ .

Coba anda perhatikan gambar yang ada di atas untuk bisa melihat arah-arah gaya karena pada setiap benda yang diam hingga tepat akan bergerak memiliki nilai gaya gerak statis, sehingga benda tidak akan bergerak jika gaya yang akan diberikan ini lebih kecil dibandingkan dengan nilai GGS, hal ini disebabkan arah gaya yang diberikan dengan gaya arah gaya gesek selalu saja berlawanan sehingga benda akan bisa bergerak apabila gaya yang diberikan ini lebih bisa nilainya dari gaya gerak statis.

F \le f_s \longrightarrow benda tetap diam

F \geq f_s \longrightarrow benda mulai bergerak

Gaya Gesek Kinetis

Gaya gesek kinetis adalah gaya yang bekerja pada saat benda sedang bergerak. Pada saat benda sedang diam hingga tepat pada saat beda sedang bergerak merupakan gaya yang bekerja adalah gaya gerak sintetis kemudian pada saat benda mulai bergerak maka gaya yang bekerja ialah gaya gerak kinetis. Apabila tidak ada gaya gerak kinetis maka benda tersebut yang diberikan gaya akan melaju dan tidak akan bisa berhenti hal ini dikarenakan tidak adanya gaya gesek yang membuatnya melambat seperti yang ada di luar angkasa.

Sama halnya dengan gaya gerak sintetis, nilai dari gaya gerak kinetis juga merupakan hasil dari perkalian di antara koefisien geseknya dengan gaya normal pada benda. Koefisien gesek kinetis ini sendiri dinotasikan dengan $\mu_k$ .

Selain itu, biasanya nilai koefisien dari gesek kinetis ini selalu lebih kecil jika dibandingkan dengan nilai koefisien gesek statis pada material yang sama.

Gaya gesek kinetis berlaku persamaan FK = UK N keterangan

FK = gaya gesekan kinetik

UK = koefisien gesekan kinetik

N = gaya normal

Uk<US F9=Fs atau FK besarnya koefisien gesekan kinetis adalah tetap

Contoh Soal:

Apabila ada sebuah kotak yang memiliki berat sebesar 10 kg untuk kemudian dirarik sepanjang bidang datar dengan gaya sebesar 40 N yang memiliki sudut sebesar $30^{\circ}$ . Nilai dari koefisien gesek statis dan kinetis ini adalah 0,4 dan 0,3 nilainya secara berturut-turut.

Pertanyaan:

Dari soal yang sudah dibahas di atas, coba anda hitung percepatannya!

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan masalah yang di atas, anda bisa lebih dulu menggambar gaya-gaya yang bekerja pada box yang ada di dalam contoh soal di atas untuk mulai menjawab pertanyaannya.

Setelah anda gambar, coba perhatikan pada gambar yang ada di bawah ini sebagai contoh.

Setelah anda menggambarnya, anda bisa mulai mengidentifikasi komponen-komponen yang anda ketahui seperti di bawah ini:

$\mu_k = 0,3 \qquad \mu_s = 0,4 \qquad m = 10 \: kg \newline \newline g = 9,8 \: m/s^2 \qquad F = 40 N \qquad \theta = 30^{\circ}$ .

$F$ memiliki komponen vertikal dan horizontal:

$F_x = F \: \cos \theta = 40 \: \cos 30^{\circ} = 34,6 N$ .

$F_y = F \: \sin \theta = 40 \: \sin 30^{\circ} = 20 N$ .

Kemudian anda bisa mulai untuk mencari gaya normalnya yang dinotasikan dengan menggunakan lambang $F_N$ 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 anda bisa mengetahui apakah benda tersebut bisa bergerak atau pun tidak maka anda bisa menghitung gaya gesek statisnya adalah sebagai berikut:

$f_s = \mu_s \cdot F_n \newline \newline f_s = 0,4 \cdot 78 \: N \newline \newline fs = 31,2 \: N$ .

$f_s < F_x$ , maka benda bergerak.

Setelah itu anda bisa mulai mencari nilai dari gaya gesek kinetisnya:

$f_k = \mu_k \cdot F_n \newline \newline f_k = 0,3 \cdot 78 \: F_n \newline \newline f_k = 23,4 \: N$ .

setelah semuanya sudah ditentukan kini anda bisa mencari percepatannya:

$\sum F_x = m \cdot a_x \newline \newline F - f_k = m \cdot a$ .

$a = \frac{F - f_k}{m} = \frac{34,6 N - 23,4 N}{10 kg} = 1,1 \: m/s^2$ .

Sehingga bisa ditentikan bahwa percepatan yang dialami benda tersebut adalah sebesar $1,1 \: m/s^2$ .

Apabila tidak terdapat gaya gesek percepatannya pun pasti akan lebih besar.

Nah, itu dia contoh soal dan rumus gaya gesek beserta dengan pengertian lengkapnya. Semoga bermanfaat sampai jumpa di pembahasan selanjutnya ya.

Artikel lainnya:

Rumus Gaya Gesek – Normal, Gravitasi, Disertai Contoh Soal Bergambar

Gaya Gesek Statis

Gaya Gesek Kinetis

Share this:

Related posts: