GAYA GESEKAN

Loading...
Gaya Gesekan
Selamat datang pengunjung blog mathematic.my.id,,
Pada pertemuan ini akan dibahas tentang gaya gesekan.

Pengertian Gaya Gesekan

Bila sebuah balok massanya $m$ kita lepaskan dengan kecepatan awal $v_0$ pada sebuah bidang horizontal, maka balok itu akhirnya akan berhenti, ini berarti di dalam gerakannya balok mengalami perlambatan, atau ada gaya yang menahan balok, gaya ini kita sebut gaya gesekan, arahnya berlawanan dengan arah gerak balok.

Baca juga:

Gaya gesekan ada dua macam:

(a) Gaya gesekan statis.
Gaya ini bekerja pada benda yang dalam keadaan diam ($f_s$).
(b) Gaya gesekan kinetis.
Apabila benda dalam keadaan bergerak maka gaya gesekan yang mempengaruhinya disebut gaya gesekan kinetis ($f_k$).

Perhatikan gambar berikut:

Sebuah balok beratnya $w$, berada pada bidang mendatar yang kasar, kemudian ditarik oleh gaya $F$ maka gaya gesekan $f$ selalu berlawanan arah dengan gaya penyebabnya.
Akan didapatkan:
(1) Untuk harga $F < f_s$ maka balok dalam keadaan diam.
(2) Untuk harga $F=f_s$ maka balok tepat saat akan bergerak.
(3) Apabila $F$ diperbesar lagi sehingga $F>f_s$ maka benda bergerak dan gaya gesekan statis $f_s$ akan berubah menjadi gaya gesekan kinetis $f_k$.

Koefisien Gesekan

Besarnya gaya gesekan yang bekerja pada sebuah benda tergantung dari:
* gaya normal ($N$)
* koefisien gesekan antara benda dengan alasnya ($\mu$).

Koefisien gesekan suatu bidang tergantung dari halus atau kasarnya permukaan benda itu, bila halus koefisien gesekannya kecil dan sebaliknya. Dengan kata lain disebutkan koefisien gesekan tergantung dari keadaan permukaan benda.
Rumus hubungan gaya gesekan dengan koefisien gesekan adalah:
$$f_s=\mu_s.N$$ $$f_k=\mu_k.N$$ dimana:
$\mu_s$ adalah koefisien gesekan statis.
$\mu_k$ adalah koefisien gesekan kinetis.


Gaya gesekan mempunyai satuan newton, sedangkan koefisien gesekan tidak bersatuan, harganya 0 sampai dengan 1, yakni: $$0 \le \mu \le 1$$ $\mu=0$, bidangnya licin sempurna.
$\mu=1$, bidangnya sangat kasar.
dan harga $\mu_k < \mu_s$.

Contoh Soal:
Perhatikan gambar berikut:

Diketahui bahwa $\mu_s=0,5$ dan $w=10$ newton. Berapakah besarnya gaya $F$ yang diperlukan supaya balok tepat saat akan bergerak?
Penyelesaian:
$N=w=10$ newton.
$f_s=\mu_s.N=$ 0,5.(10) = 5 newton.
balok tepat saat akan bergerak berarti $F=f_s=5$ newton.

Apabila gaya gesekan ini kita terapkan dalam hukum Newton II, maka akan kita peroleh:
(1) Dalam keadaan bergerak maka gaya gesekannya $f_k$.

Persamaannya:
$F-f_k=m.a$
dengan $f_k=\mu_k.N$.
(2) Benda pertama beratnya $m_1.g$ dan benda kedua $m_2.g$. Perhatikan gambar di bawah ini:

Tinjau $m_1$
$T-f_1=m_1.a$ atau
$T=f_1+m_1.a$ (i)
Tinjau $m_2$
$F-T-f_2=m_2.a$ atau
$T=F-f_2-m_2.a$ (ii)
Jika persamaan (i) dan (ii) digabungkan maka diperoleh:
$$a=\frac{F-f_1-f_2}{m_1+m_2}$$ dengan:
$f_1=\mu_1.N$ dan
$f_2=\mu_2.N$

(3) Perhatikan gambar berikut:

Sistem akan bergerak ke arah benda m$_2$.
Tinjau $m_1$
$T-f_k=m_1.a$ maka
$T=f_k+m_1.a$ (i).
Tinjau $m_2$
$m_2.g-T=m_2.a$ maka
$T=m_2.g-m_2.a$ (ii)
Gabungkan persamaan (i) dan (ii) maka diperoleh: $$a=\frac{m_2.g-f_k}{m_1+m_2}$$ ingat: $f_k$ untuk benda pertama (m$_1$),
$f_{k_1}=\mu_{k_1}.N$
$f_{k_1}=\mu_{k_1}.m_1.g$
Sehingga diperoleh:
$$a=\frac{m_2.g-\mu_{k_1}.m_1.g}{m_1+m_2}$$
Demikianlah postingan tentang gaya gesekan. Sampai jumpa di postingan lainnya dan semoga bermanfaat.

Leave a comment

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *