Gaya gesek statis adalah gesekan antara
Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda padat yang tidak bergerak relatif satu sama
lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang
miring. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan dengan μs, dan pada umumnya lebih
besar dari koefisien gesek kinetis.
Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplikasikan tepat sebelum benda tersebut
bergerak. Gaya gesekan maksimum antara dua permukaan sebelum gerakan terjadi adalah hasil
dari koefisien gesek statis dikalikan dengan gaya normal f = μs Fn. Ketika tidak ada gerakan yang
terjadi, gaya gesek dapat memiliki nilai dari nol hingga gaya gesek maksimum. Setiap gaya yang
lebih kecil dari gaya gesek maksimum yang berusaha untuk menggerakkan salah satu benda
akan dilawan oleh gaya gesekan yang setara dengan besar gaya tersebut namun berlawanan
arah. Setiap gaya yang lebih besar dari gaya gesek maksimum akan menyebabkan gerakan
terjadi. Setelah gerakan terjadi, gaya gesekan statis tidak lagi dapat digunakan untuk
menggambarkan kinetika benda, sehingga digunakan gaya gesek kinetis.
Gaya gesek kinetis[sunting | sunting sumber]
Gaya gesek kinetis (atau dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya
dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan μkdan pada
umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama.
Hukum-hukum Newton yang telah kita pelajari sebelumnya dapat digunakan untuk memecahkan berbagai
persoalan mekanika. Sebagai contoh, kita dapat menentukan percepatan gerak sebuah benda dengan
mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Atau sebaliknya, kita juga bisa menentukan
gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak, apabila diketahui percepatannya. Nah, pada
kesempatan ini kita akan mempelajari lebih jauh penerapan Hukum Newton bidang datar dan bidang
miring, terutama berkaitan dengan benda-benda yang bergerak akibat adanya gaya tetap yang bekerja
padanya. Met belajar ya, semoga setelah belajar pembahasan ini, dirimu dapat menyelesaikan berbagai
persoalan mekanika menggunakan Hukum Newton…. :)
Mari kita mulai dengan persoalan mekanika yang sangat sederhana
Catatan :
Dengan berpedoman pada koordinat x dan y, kita tetapkan arah ke kanan dan ke atas sebagai arah positif
sedangkan ke bawah dan ke kiri sebagai arah negatif.
Benda yang diletakan pada bidang datar dan ditarik dengan gaya konstan
Permukaan bidang datar sangat licin (gesekan nol)
Pada gambar a, benda di tarik ke kanan dengan konstan F yang sejajar horisontal, sedangkan pada
gambar b, benda ditarik ke kanan dengan gaya konstan F yang membentuk sudut terhadap horisontal.
Apakah pada benda hanya bekerja gaya tarik F ? mari kita tinjau gaya-gaya yang bekerja pada benda di
atas….
Karena permukaan bidang datar sangat licin, maka kita mengandaikan gaya gesekan nol. Dalam
kenyataannya gaya gesek tidak pernah bernilai nol. Ini hanya model ideal. Selain gaya tarik F yang
arahnya ke kanan, pada benda juga bekerja gaya berat (w) dan gaya normal (N). Pasangan gaya berat
w dan gaya normal N bukan pasangan gaya aksi-reaksi. Ingat bahwa gaya aksi-reaksi bekerja pada benda
yang berbeda, sedangkan kedua gaya di atas (Gaya berat dan Gaya Normal) bekerja pada benda yang
sama. Disebut gaya normal karena arah gaya tersebut tegak lurus bidang di mana benda berada… besar
gaya normal sama dengan gaya berat (N = w). Karena gaya normal (N) dan gaya berat (w) memiliki gaya
berat yang sama dan arahnya berlawanan maka kedua gaya tersebut saling menghilangkan…. Pada
gambar a, benda bergerak karena adanya gaya tarik (F), sedangkan pada gambar b, benda bergerak
karena komponen gaya tarik pada arah horisontal (Fx).
Gambar a
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Gambar b
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Permukaan bidang datar kasar (ada gaya gesekan)
Sekarang mari kita tinjau benda yang diletakan pada bidang datar yang kasar… Selain ketiga gaya seperti
yang telah diuraikan di atas, pada benda juga bekerja gaya gesekan (Fg).
Gambar a
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Gambar b
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Gaya gesekan yang bekerja pada dua 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 yang bekerja ketika benda bergerak disebut gaya gesekan 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.
Permukaan bidang miring sangat licin (gesekan nol)
Terdapat tiga kondisi yang berbeda, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada gambar a,
benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) tanpa ada gaya tarik. Jadi benda
bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar b,
benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) akibat adanya gaya tarik (F) dan
komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar c, benda bergerak akibat
adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat
yang sejajar bidang miring (w sin teta). Sekarang mari kita tinjau satu persatu…..
Benda bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring….
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Pada gambar ini (gambar b), benda bergerak akibat adanya gaya tarik F dan komponen gaya berat (w sin
teta) yang sejajar permukaan bidang miring.
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Pada gambar ini (gambar c), benda bergerak akibat adanya komponen gaya tarik F yang sejajar
permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring ((w
sin teta).
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :
Permukaan bidang miring kasar (ada gaya gesekan)
Pertama, benda bergerak pada bidang miring akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar
permukaan bidang miring, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena permukaan bidang miring
kasar, maka terdapat gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :
Kedua, benda bergerak pada bidang miring akibat adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang
sejajar permukaan bidang miring (w sin teta), sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena
permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya gesekan (fg) yang arahnya berlawanan dengan arah
gerakan benda….
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :
4. Gaya gesek (fg) : * Gaya gesek statis (fs) → diam → fs = N.μs * Gaya gesek
kinetik (fk) → bergerak → fk = N. μk Arah selalu berlawanan dengan gerak
benda/sistem. N = w N = w – F sin α N = w + Fsin α N = w cos α Make Money at :
http://bit.ly/best_tips Make Money at : http://bit.ly/best_tips
Make Money at : http://bit.ly/best_tips
karena gaya gesek statik bervariasi mulai dari nol hingga maximum maka dapat
dituliskan
Fs ≤ μsFN
akan tetapi rumus yang sering digunakan untuk mencari gaya gesek statik Fs
Fs = μsFN
keterangan : Fs = gaya gesek statik
μs = koefisien statik
FN= gaya normal
gaya gesek kinetik adalah gaya yang terjadi pada saat benda sedang dalam keadaan
bergerak sehingga kita
dapat menyatakan bahwa gaya gesek kinetik adalah gaya gesek yang bekerja pada saat
benda diberi gaya
arah horisontal sehingga benda tersebut bergarak. Koefisien gesek kinetik selalu lebih
kecil
dibandingkan dengan koefisien gesek statik. secara umum kita dapat menentukan
gaya gesek kinetik
dengan rumus Fk = μkFN.
w sin α - fs = 0
w sin α = µs N
µs =
µs = = tan α =
µs =
lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang
miring. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan dengan μs, dan pada umumnya lebih
besar dari koefisien gesek kinetis.
Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplikasikan tepat sebelum benda tersebut
bergerak. Gaya gesekan maksimum antara dua permukaan sebelum gerakan terjadi adalah hasil
dari koefisien gesek statis dikalikan dengan gaya normal f = μs Fn. Ketika tidak ada gerakan yang
terjadi, gaya gesek dapat memiliki nilai dari nol hingga gaya gesek maksimum. Setiap gaya yang
lebih kecil dari gaya gesek maksimum yang berusaha untuk menggerakkan salah satu benda
akan dilawan oleh gaya gesekan yang setara dengan besar gaya tersebut namun berlawanan
arah. Setiap gaya yang lebih besar dari gaya gesek maksimum akan menyebabkan gerakan
terjadi. Setelah gerakan terjadi, gaya gesekan statis tidak lagi dapat digunakan untuk
menggambarkan kinetika benda, sehingga digunakan gaya gesek kinetis.
Gaya gesek kinetis[sunting | sunting sumber]
Gaya gesek kinetis (atau dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya
dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan μkdan pada
umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama.
Hukum-hukum Newton yang telah kita pelajari sebelumnya dapat digunakan untuk memecahkan berbagai
persoalan mekanika. Sebagai contoh, kita dapat menentukan percepatan gerak sebuah benda dengan
mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Atau sebaliknya, kita juga bisa menentukan
gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak, apabila diketahui percepatannya. Nah, pada
kesempatan ini kita akan mempelajari lebih jauh penerapan Hukum Newton bidang datar dan bidang
miring, terutama berkaitan dengan benda-benda yang bergerak akibat adanya gaya tetap yang bekerja
padanya. Met belajar ya, semoga setelah belajar pembahasan ini, dirimu dapat menyelesaikan berbagai
persoalan mekanika menggunakan Hukum Newton…. :)
Mari kita mulai dengan persoalan mekanika yang sangat sederhana
Catatan :
Dengan berpedoman pada koordinat x dan y, kita tetapkan arah ke kanan dan ke atas sebagai arah positif
sedangkan ke bawah dan ke kiri sebagai arah negatif.
Benda yang diletakan pada bidang datar dan ditarik dengan gaya konstan
Permukaan bidang datar sangat licin (gesekan nol)
Pada gambar a, benda di tarik ke kanan dengan konstan F yang sejajar horisontal, sedangkan pada
gambar b, benda ditarik ke kanan dengan gaya konstan F yang membentuk sudut terhadap horisontal.
Apakah pada benda hanya bekerja gaya tarik F ? mari kita tinjau gaya-gaya yang bekerja pada benda di
atas….
Karena permukaan bidang datar sangat licin, maka kita mengandaikan gaya gesekan nol. Dalam
kenyataannya gaya gesek tidak pernah bernilai nol. Ini hanya model ideal. Selain gaya tarik F yang
arahnya ke kanan, pada benda juga bekerja gaya berat (w) dan gaya normal (N). Pasangan gaya berat
w dan gaya normal N bukan pasangan gaya aksi-reaksi. Ingat bahwa gaya aksi-reaksi bekerja pada benda
yang berbeda, sedangkan kedua gaya di atas (Gaya berat dan Gaya Normal) bekerja pada benda yang
sama. Disebut gaya normal karena arah gaya tersebut tegak lurus bidang di mana benda berada… besar
gaya normal sama dengan gaya berat (N = w). Karena gaya normal (N) dan gaya berat (w) memiliki gaya
berat yang sama dan arahnya berlawanan maka kedua gaya tersebut saling menghilangkan…. Pada
gambar a, benda bergerak karena adanya gaya tarik (F), sedangkan pada gambar b, benda bergerak
karena komponen gaya tarik pada arah horisontal (Fx).
Gambar a
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Gambar b
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Permukaan bidang datar kasar (ada gaya gesekan)
Sekarang mari kita tinjau benda yang diletakan pada bidang datar yang kasar… Selain ketiga gaya seperti
yang telah diuraikan di atas, pada benda juga bekerja gaya gesekan (Fg).
Gambar a
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Gambar b
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Gaya gesekan yang bekerja pada dua 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 yang bekerja ketika benda bergerak disebut gaya gesekan 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.
Permukaan bidang miring sangat licin (gesekan nol)
Terdapat tiga kondisi yang berbeda, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada gambar a,
benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) tanpa ada gaya tarik. Jadi benda
bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar b,
benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) akibat adanya gaya tarik (F) dan
komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar c, benda bergerak akibat
adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat
yang sejajar bidang miring (w sin teta). Sekarang mari kita tinjau satu persatu…..
Benda bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring….
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :
Pada gambar ini (gambar b), benda bergerak akibat adanya gaya tarik F dan komponen gaya berat (w sin
teta) yang sejajar permukaan bidang miring.
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Pada gambar ini (gambar c), benda bergerak akibat adanya komponen gaya tarik F yang sejajar
permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring ((w
sin teta).
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :
Permukaan bidang miring kasar (ada gaya gesekan)
Pertama, benda bergerak pada bidang miring akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar
permukaan bidang miring, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena permukaan bidang miring
kasar, maka terdapat gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :
Kedua, benda bergerak pada bidang miring akibat adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang
sejajar permukaan bidang miring (w sin teta), sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena
permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya gesekan (fg) yang arahnya berlawanan dengan arah
gerakan benda….
Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :
Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :
4. Gaya gesek (fg) : * Gaya gesek statis (fs) → diam → fs = N.μs * Gaya gesek
kinetik (fk) → bergerak → fk = N. μk Arah selalu berlawanan dengan gerak
benda/sistem. N = w N = w – F sin α N = w + Fsin α N = w cos α Make Money at :
http://bit.ly/best_tips Make Money at : http://bit.ly/best_tips
Make Money at : http://bit.ly/best_tips
karena gaya gesek statik bervariasi mulai dari nol hingga maximum maka dapat
dituliskan
Fs ≤ μsFN
akan tetapi rumus yang sering digunakan untuk mencari gaya gesek statik Fs
Fs = μsFN
keterangan : Fs = gaya gesek statik
μs = koefisien statik
FN= gaya normal
gaya gesek kinetik adalah gaya yang terjadi pada saat benda sedang dalam keadaan
bergerak sehingga kita
dapat menyatakan bahwa gaya gesek kinetik adalah gaya gesek yang bekerja pada saat
benda diberi gaya
arah horisontal sehingga benda tersebut bergarak. Koefisien gesek kinetik selalu lebih
kecil
dibandingkan dengan koefisien gesek statik. secara umum kita dapat menentukan
gaya gesek kinetik
dengan rumus Fk = μkFN.
w sin α - fs = 0
w sin α = µs N
µs =
µs = = tan α =
µs =