Gaya Gesek Pada Benda Miring

Gaya gesek adalah gaya yang melawan gerakan dari dua permukaan yang bersentuhan. Gaya ini memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak benda.

     Ada dua jenis gaya gesek, yaitu:

1.      Gaya gesek statik: adalah gaya gesek antara dua permukaan yang saling

       diam satu terhadap yang lain.

Perbandingan antara besar gaya gesekan statik maksimum dengan besar gaya normal disebut koefisien gesekan statik. Jika f_s  menyatakan besar gaya gesek statik, maka dapat dituliskan:

f_s ≤  µ_sN

dengan µs  adalah koefisien gesekan statik dan N adalah besar gaya normal. Tanda sama dengan berlaku jika f_s  mencapai harga maksimum.

Rumus untuk koefisien gesek statis sering dinyatakan dengan:

µs = tan γ

Pada bidang miring, koefisien gesek statis diberikan oleh µs = tan γ , dimana γ adalah sudut kemiringan.

Koefisien gesek statis hanya tergantung pada jenis bahan-bahan yang bergesekan. Atau dalam bahasa fisika, koefisien gesek statis merupakan karakteristik dua bahan yang bergesekan (misalnya antara kayu dengan kayu, dll).

2.       Gaya gesek kinetik: gaya yang bekerja antara dua permukaan yang saling bergerak relatif.

            Perbandingan antara besar gaya gesekan kinetik dengan gaya normal disebut koefisien gesekan kinetik.  Jika f_k menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka:

f_k ≤  µ_kN

     Dalam pecobaan kali ini akan berlaku hukum Newton 1 dan 2:

Hukum Newton 1

                   “setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan kecuali jika ia dipaksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-gaya yang berpengaruh padanya”.

                   Sesungguhnya hukum Newton pertama ini memberikan pernyataan tentang kerangka acuan. Pada umumnya, percepatan suatu benda bergantung  kerangka acuan mana ia diukur. Hukum ini menyatakan bahwa jika tidak ada benda lain di dekatnya (artinya tidak ada gaya yang bekerja, karena setiap gaya harus dikaitkan dengan benda dengan lingkungannya) maka dapat dicari suatu keluarga kerangka acuan sehingga suatu partikel tidak mengalami percepatan. (Silaban, Sucipto: 1985)

                   Kenyataan bahwa tanpa gaya luar suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan sering dinyatakan dengan memberikan suatu sifat pada benda yang disebut inersia (kelembaman), karena itu hukum Newton pertama sering disebut hukum inersia dan kerangka acuan dimana hukum ini berlaku disebut kerangka inersial. Kerangka acuan ini sering dianggap diam terhadap bintang yang sangat jauh.

                  

Hukum Newton 2

“percepatan yang dialami oleh suatu benda sebanding dengan besarnya gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massa benda itu”

Hukum Newton 2 dapat ditulis dengan persamaan:

a = F/m

Dalam persamaan ini F adalah jumlah (vektor) semua gaya yang bekerja pada benda, m adalah massa benda, dan a adalah (vektor) percepatannya. (Wijaya: 2007)

                   Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda, dan berbanding terbalik dengan massa benda itu. Arah percepatan sama dengan arah gaya itu.

                  

       Sebagai contoh adalah saat kita mendorong buku yang berada di atas meja, kemudian kita lepaskan. Buku itu akan bergerak tetapi kemudian berhenti. Menurut hukum II Newton, perubahan gerak ini adalah disebabkan oleh adanya gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gerak buku itu.kalau gaya ini tidak ada, tentulah buku itu tidak akan bergerak beraturan, menurut hukum I Newton.gaya apakah yang mengubah gerak benda (buku) dari bergerak sampai berhenti? Gaya itu tentulah berasal dari pergesekan antara benda yang satu (buku) dengan benda yang lain (meja). Gaya ini dikenal dengan gaya gesekan.

Jika dinyatakan dalam bentuk persamaan, pernyataan di atas dapat ditulis sebagai berikut:

f _gesekan = µN

Dengan: µ = koefisien gesek

              N = gaya normal

                                           

Misalkan kita menarik sebuah balok yang berada dalam keadaan diam dengan sebuah gaya F seperti pada gambar, pada waktu balok masih seimbang, jika gaya yang kita berikan kecil, gaya gesekan statis itupun kecil. Makin besar gaya gesekan yang kita berikan, makin besar gaya gesekan statis itu, selama benda masih seimbang.jika gaya terus diperbesar, akhirnya keseimbangan benda hilang. Benda bergerak kearah gaya yang kita berikan. Ini berarti gaya gesekan tidak dapat bertambah besar lagi. Gaya gesekan statis mencapai nilai maksimum. Nilai maksimum ini disebut gaya gesekan (statis maksimum) untuk kedua permukaan yang bergesekan. Pada saat gaya gesekan maksimum,benda pada saat tepat akan bergerak.