Fisika Edukasi

Pengertian

Gaya gesek adalah gaya yang bekerja akibat adanya sentuhan antara kedua permukaan benda. Ketika sebuah benda yang berada di suatu permukaan lantai ditarik, benda tersebut akan mengalami gaya gesek dengan permukaan lantai. Gaya gesek sangat berhubungan dengan gaya normal/kontak dan koefisien gesekan antar benda. 

Gaya ini bekerja berlawanan arah dengan arah gerak benda, sehingga dapat menghambat atau bahkan menghentikan pergerakan suatu benda. Gaya gesek terjadi akibat ketidaksempurnaan permukaan benda yang saling bergesekan, di mana pada tingkat mikroskopis, permukaan benda tidak benar-benar halus tetapi memiliki tonjolan dan lekukan yang saling mengunci. Besar gaya gesek dipengaruhi oleh jenis permukaan yang bersentuhan dan gaya normal yang bekerja pada benda. Secara umum, semakin kasar permukaan, semakin besar gaya geseknya. 

Rumus

Dalam fisika, gaya gesek dirumuskan sebagai 

f = μ × N

Keterangan:

f= gaya gesek (N)

μ= koefisien gesek yang bergantung pada jenis permukaan

N= gaya normal yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan kontak

Terdapat dua jenis gaya gesek. Pertama adalah gaya gesek statis yang mempertahankan benda agar terus diam. Kedua adalah gaya gesek kinetis yang menghambat pergerakan benda. 

1. Gaya Gesek Statis

Gaya gesek statis merupakan gesekan yang terjadi antara dua benda padat, yang tidak bergerak secara relatif satu sama lainnya. Gaya gesek statis bekerja ketika permukaan kontak tidak saling bergeser. Artinya, gaya gesek ini bekerja pada benda yang diberikan gaya luar (F) seperti gaya dorong atau tarik ke benda yang awalnya sedang diam hingga tepat akan bergerak. Berikut adalah rumus gaya gesek statis:

fs = μs x N

Keterangan:

fs : besar gaya gesek statis (N) 

μs : koefisien gesek statis (N)

N : gaya normal (N)

2. Gaya Gesek Kinetis

Gaya gesek kinetis atau dinamis terjadi ketika dua benda bergerak relatif bergerak satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetik pada umumnya dinotasikan dengan μk dan biasanya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis pada material yang sama. Dikarenakan gaya gesek kinetis bekerja ketika permukaan kontak saling bergeser. Berlawanan dengan gaya gesek statis, gaya gesek kinetis ini bekerja pada benda yang sedang bergerak. Berikut adalah rumus gaya gesek kinetis:

fk = μk x N

Keterangan: 

fk : besar gaya gesek kinetis (N) 

μk : koefisien gesek kinetis (N)

N : gaya normal (N)

Contoh Soal

Pada sebuah bidang kasar diletakkan suatu balok dengan massa 10 kg. Jika diketahui gesek statis μs = 0,4 dan koefisien gesek kinetis μk = 0,2 maka berapa gaya gesek yang dialami balok jika balok tersebut ditarik dengan gaya sebesar 20 N?

Jawab

• Diketahui:

m = 10 kg

μs = 0,4

μk = 0,2

F = 20 N

• Ditanya: 

f...?

• Penyelesaian:

Pertama-tama harus mencari besar gaya normal (N):

ΣFY = 0 

N – w = 0 

N = w 

N = mg 

N = (10 )(10) 

N = 100 N

Mencari gaya gesek statis:

fs = μs x N

fs = 0,4 x 100

fs = 40 N

Karena F < fs maka balok tersebut masih dalam keadaan diam. Berlaku Hukum I Newton yaitu:

ΣF = 0

F – f = 0 

F = f 

f = 20 N

Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok adalah 20 N.