Rumus Gaya Gesek Beserta Contoh Soal dan Pembahasan – Dalam ilmu Fisika memang sudah tidak asing lagi dengan istilah gaya. Gaya disini dapat dibagi menjadi beberapa macam seperti gaya gesek, gaya gravitasi, gaya normal dan sebagainya. Setiap gaya memiliki rumusnya masing masing. Seperti halnya rumus gaya gesek ini yang digunakan untuk menyelesaikan contoh soal gaya gesek yang ada. Apa yang dimaksud gaya gesek? Gaya gesek ialah gaya diantara kedua permukaan yang saling bersinggungan atau bersentuhan pada benda. Gaya gesek dapat disimbolkan dengan huruf F, karena gaya gesek dalam Bahasa Inggris berarti “Friction Force”.
Apa fungsi gaya gesek dalam kehidupan sehari hari? Salah satu fungsi gaya gesek ini ialah untuk membantu benda bergerak agar tidak tergelincir. Selain itu adapula gaya gesekan yang terjadi diantara sepatu dengan lantai ketika seseorang berjalan. Gaya gesek ini sebenarnya telah dipelajari ketika di bangku sekolah. Materi ini dipelajari dalam ilmu Fisika. Apakah anda tahu bagaimana cara menghitung gaya gesek itu?
 |
| Ilustrasi Penerapan Gaya Gesek |
Gaya gesek diantara kedua benda memiliki besar yang bergantung pada permukaan yang dimiliki oleh keduanya. Untuk itu gaya gesek akan semakin besar jika permukaan diantara kedua benda semakin kasar. Sebaliknya jika gaya geseknya semakin kecil maka permukaan diantara kedua benda dalam kondisi yang semakin licin. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang rumus gaya gesek beserta contoh soal gaya gesek dan pembahasannya. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.
Contents
Rumus Gaya Gesek Beserta Contoh Soal dan Pembahasan
Dalam ilmu Fisika tentunya kita mengenal adanya gaya. Apa yang dimaksud gaya itu? Dalam ilmu Fisika, gaya dapat diartikan sebagai interaksi pada sebuah benda yang memiliki massa ketika melakukan perubahan gerak, baik dalam konstruksi geometris maupun bentuk arahnya. Gaya secara umum dapat dibagi menjadi beberapa jenis. Salah satunya ialah gaya gesek.
Apa yang dimaksud gaya gesek? Materi tentang gaya gesek yang akan saya jelaskan ini berisi pembahasan tentang pengertian, rumus maupun contoh soal di dalamnya. Apa pengertian gaya gesek itu? Bagaimana rumus gaya gesek? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal gaya gesek itu?
Gaya gesek pada umumnya dapat dibagi menjadi dua macam yaitu gaya gesek kinetis dan gaya gesek statis. Kedua jenis gaya gesek ini memiliki rumusnya masing masing. Berikut penjelasan selengkapnya:
Gaya Gesek Statis
Pengertian gaya gesek statis ialah gaya yang terdapat pada benda diam sampai akan melakukan gerakan. Misalnya ketika kita tergelincir maka dengan sendirinya tubuh akan menerapkan gaya gesek pada tempat berpijak sehingga badan akan dicegah agar tidak jatuh. Selain itu penggunaan gaya gesek juga terdapat saatsebuah benda di bidang mring akan diturunkan kebawah. Untuk mencegah agar peluncuran tidak terlalu cepat, maka gaya gesek diterapkan di dalamnya.
Gaya gesek statis dapat diketahui besarnya dengan cara mengalikan gaya normal benda dengan koefisien gesek statisnya. Apa itu koefisien gesek statis? Koefisien gesek statis ialah besaran yang sesuai dengan kekasaran ketika kedua permukaan bidang telah bersinggungan. Simbol koefisien gesek statis dapat berupa μs. Di bawah ini terdapat rumus gaya gesek statis yaitu sebagai berikut:
fs = μs . Fn
Keterangan :
fs = Gaya gesek statis
μs = Koefisien gesek statis
Fn = Gaya normal
Agar anda lebih memahami tentang rumus di atas, maka dapat anda perhatikan gambar di bawah ini:
 |
| Ilustrasi Gaya Gesek Statis |
Gambar di atas merupakan ilustrasi dari rumus gaya gesek statis. Dari gambar ini dapat kita perhatikan bahwa setiap gaya memiliki arahnya masing masing meskipun sedang dalam keadaan diam sampai melakukan gerakan yang membentuk besar nilai dalam gaya gesek statisnya. Apabila benda diberikan gaya yang lebih kecil daripada nilai gaya gesek statis (GGS), maka benda tersebut akan diam atau tidak bergerak. Bagaimana hal ini dapat terjadi? Hal ini terjadi karena arah gaya gesek akan berlawanan dengan pemberian gayanya sehiingga benda dapat bergerak. Maka dari itu jika nilai GGSnya lebih besar dengan gaya yang diberikan, maka akan membuat benda menjadi bergerak. Untuk lebih jelasnya dapat anda perhatikan persamaan di bawah ini:
F ≤ fs → benda tetap diam
F ≥ fs → benda mulai bergerak
Gaya Gesek Kinetis
Pengertian gaya gesek kinetis ialah gaya yang terdapat pada benda ketika akan bergerak. Gaya gesek statis bekerja ketika benda tersebut diam sampai akan melakukan gerakan. Sedangkan gaya gesek kinetis bekerja ketika benda akan mulai melakukan gerakan. Jika sebuah benda yang melaju dengan gaya tertentu ini tidak diberikan dengan gaya gesek kinetis, maka benda tersebut akan terus melaju dan tidak dapat dihentikan. Hal ini dikarenakan benda tidak dapat diperlambat dengan menggunakan gaya geseknya. Contohnya ketika diluar angkasa.
Gaya gesek kinetis dapat diketahui besarnya dengan cara mengalikan gaya normal benda dengan koefisien gesek kinetisnya. Simbol koefisien gesek kinetis dapat berupa μk. Di bawah ini terdapat rumus gaya gesek kinetis yaitu sebagai berikut:
fk = μk . Fn
μk < μs
Keterangan :
fk = Gaya gesek kinetis
μk = Koefisien gesek kinetis
Fn = Gaya normal
Contoh Soal Gaya Gesek
Agar anda lebih memahami tentang rumus gaya gesek di atas, maka saya akan membagikan contoh soal beserta pembahasannya terkait rumus tersebut. Berikut contoh soalnya yaitu:
Sebuah kotak beratnya mencapai 15 kg. Besar gayanya 60 N untuk menarik kotak tersebut di sepanjang bidang datar dengan besar sudut 60⁰ didalamnya. Berapakah percepatannya apabila koefisien gesek statis 0,3 dan koefisien gesek kinetis 0,2?
Pembahasan
Diketahui : m = 15 kg; F = 60 N; θ = 60⁰; μs= 0,3; μk = 0,2
Ditanyakan : a (percepatan) = ?
Jawab :
Agar memudahkan pengerjaan dalam contoh soal gaya gesek di atas. Maka kita akan membuat gambar kotak yang didalamnya terdapat beberapa gaya. Berikut ilustrasi gambarnya yaitu:
 |
| Gambar Contoh Soal Gaya Gesek |
Langkah selanjutnya ialah mencari komponen dalam F secara vertikal maupun horizontal. Berikut cara mencarinya:
Fx = F . cos θ = 60 . cos 60⁰ = 30 N
Fy = F . sin θ = 60 . sin 60⁰ = 51,96 N
Setelah itu menghitung besar gaya normalnya menggunakan cara cara di bawah ini:
ƩFy = m . ay
ƩFy = 0 (nilai ay = 0, karena gerakan benda tidak menuju ke arah vertikal)
Fn – m . g + Fy = 0
Fn = m . g – Fy
Fn = 15 . 9,8 – 51,96
Fn = 147 – 51,86
Fn = 95,04 N
Langkah berikutnya menghitung besar nilai gesek statis menggunakan rumus gaya gesek statis seperti di bawah ini:
fs = μs . Fn
= 0,3 . 95,04
= 28,51 N
Besar fs < Fx, maka benda melakukan gerakan
Setelah itu menghitung besar nilai gesek kinetis menggunakan rumus gaya gesek kinetis seperti di bawah ini:
fk = μk . Fn
= 0,2 . 95,04
= 19, 01 N
Langkah terakhir ialah menghitung nilai percepatannya menggunakan rumus di bawah ini:
ƩFx = m . ax
F – fk = m . a
30 – 19,01 = 15 . a
10,99 = 15a
a = 10,99/15
a = 0,73 m/s²
Jadi besar percepatan pada kotak tersebut ialah 0,73 m/s².
Sekian penjelasan mengenai rumus gaya gesek beserta contoh soal gaya gesek dan pembahasannya. Gaya gesek pada umumnya dapat dibagi menjadi dua jenis yakni gaya gesek kinetis dan gaya gesek statis. Semoga artikel ini dapat menambah wawasan anda dan terima kasih telah membaca materi gaya gesek Fisika di atas.
