Ringkasan Materi Gaya Gesek

GAYA GESEK

Gaya gesek merupakan bagian dari gaya sentuh. Gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh dua permukaan benda yang bersentuhan. Arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda. Misalnya kita mendorong sebuah balok ke kanan, maka gaya gesek balok tersebut berlawanan dengan arah kanan. Jadi gaya gesek balok ke arah kiri.

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai dan bahkan sering bersinggungan dengan gaya gesekan, kita juga merasakan pengaruh yang langsung terasa sebagai akibat dari adanya gaya gesekan.

·         Kita akan lebih mudah mendorong benda di lantai yang licin dibandingkan di lantai yang kasar.

·         Gesekan yang terjadi dapat menimbulkan permukaan benda menipis atau aus.

·         Terkadang, gesekan membuat kita harus mengeluarkan gaya yang lebih besar 

·         Kita dapat mudah berhenti ketika menge-rem atau bisa tergelincir

Gaya gesekan juga dinyatakan dengan konsep berikut:

1.      Gaya gesekan timbul ketika ada dua buah benda yang saling bersentuhan. Oleeh karena itu, gaya gesekan juga termasuk gaya kontak

2.      Gaya gesekan merupakan gaya kontak yang sejajar dengan bidang sentuh dan memiliki arah yang selalu berlawanan.

Dari laporan Jost diartikan bahwa Tribology adalah ilmu yang menangani gesekan (friction) , pelumas (lubrication) atau aus (wear).Sesungguhnya akar tribology bermula pada friction dari dua permukaan yang bersentuhan. Dari adanya friksi ini timbullah ide untuk melakukan pelumasan agar suatu benda bergerak lebih mudah. Dari literature kuno ditemukan bahwa bangsa-bangsa peradaban kuno seperti Mesir dan Assyria sudah memakai prinsip – prinsip tribology dalam kegiatan keseharian mereka. Ditemukan bahwa di jaman itu, ketika memindahkan barang yang berat mereka menggukan minyak hewan untuk melicinkan permukaan.

Karena tribology dan gesekan tidak bisa dipisahkan, penting untuk menelusuri sejarah manusia modern berinteraksi dengan gesekan. Adalah si jenius Leonardo Da Vinci (1452-1519) yang mula-mula merumuskan cara mengurangi gesekan dalam bentuk yang riil dan terstruktur. Da Vinci meninggalkan sketsa ball bearing kayu yang sangat mirip dengan ball bearing logam yang dipakai saat ini.

Di dunia modern sekarang , hampir semua alat yang bergerak memakai bearing , dalam bahasa Indonesia disebut klaher.

Diilhami oleh Da Vinci , hukum-hukum fisika mengenai gesekan dirumuskan oleh dua ilmuwan secara terpisah , yaitu Amontons (1699) dan selanjutnya Coulomb (1751) dan disebut Hukum Friksi Amontoms – Coulomb. Hukum ini sederhana dan berisi empat butir postulat :

1)      Gaya gesekan pada permukaan yang bersentuhan berbanding lurus dengan gaya tegak lurus pada permukaan tersebut.

2)      Gaya gesekan tidak bergantung pada luas permukaan yang bersentuhan

3)      Gaya gesekan tidak berhubungan dengan kecepatan sliding permukaan

4)      Gaya gesekan statis lebih besar daripada gaya gesekan dinamis.

Postulat 1 dan 2, terbukti melalui penelitian ( empirically proved) akurat untuk gesekan benda padat. Sementara itu, postulat 3 dan 4 dalam beberapa kasus tidak sesuai dengan hasil eksperimen. Selama lebih dari dua ratus tahun hukum gesekan di atas (terutama postulat 1 dan 2) dipakai secara luas dan hampir semua desain alat mekanik modern menerapkan hukum ini.

Pada kenyatannya, sampai sekarang orang belum tahu misteri yang terjadi di lapisan molekul dua permukaan yang bergesekan. Misalnya pada fenomena anomali kekasaran permukaan(surface roughness ,ra) dan gaya gesekan. Secara sederhana kita akan mengambil kesimpulan bahwa semakin kecil kekasaran permukaan ( artinya permukaan semakin licin) semakin kecil pula gaya gesekan yang timbul. Namun ternyata, jika kekasaran permukaan dikurangi terus , setelah mencapai tingkat tertentu gaya gesekan berbalik menjadi lebih besar. Fenomena ini gagal dijelaskan oleh hukum Amontons – Coulomb.

Jenis-Jenis Gaya Gesekan

Terdapat dua jenis gaya gesek antara dua buah benda yang padat saling bergerak lurus, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis, yang dibedakan antara titik-titik sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau saling berganti (menggeser).

Untuk benda yang dapat menggelinding, terdapat pula jenis gaya gesek lain yang disebut gaya gesek menggelinding (rolling friction). Untuk benda yang berputar tegak lurus pada permukaan atau ber-spin, terdapat pula gaya gesek spin (spin friction). Gaya gesek antara benda padat dan fluida disebut sebagai gaya Coriolis-Stokes atau gaya viskos (viscous force).

1.      Gaya gesek statis

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.

2.      Gaya gesek kinetis

Gaya gesek kinetis (atau dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan μk dan pada umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama.

Rumus gaya gesek

f = µN

keterangan :

f = gaya gesek, satuannya newton (N)

µ = koefisien gaya gesek

N = gaya normal, satuannya newton (N)

Contoh soal gaya gesek

Sebuah balok kayu mempunyai massa 20 kg didorong ke arah kanan. Koefisien gaya gesek kinetis sebesar 0,2. Berapakah gaya gesek kinetis balok dan kemanakah arah arah gaya geseknya?

Jawab:

m = 20 kg

µk = 20

N = W; maka W = mg

W = 20 kg 10 m/s2

W = 200 N

Persamaan gaya gesek:

f = µk N

f = 0,2 . 200

f = 40 N

jadi besar gaya gesek pada balok kayu dengan lantai adalah 40 N dan arah gaya geseknya ke arah kiri (berlawanan dengan arah gerak benda).

Gaya gesekan yang merugikan

Gesekan yang terjadi pada beberapa bagian mesin kendaraan menimbulkan panas sehingga mesin kendaraan semakin lama akan rusak. Untuk mencegah hal demikian, makanya kendaraan mesit di oli, sehingga tidak bergesekan secara langsung.

Gesekan antara ban kendaraan dengan jalan aspal. Jika kita sering berkendara, akan menemui dimana ban kendaraan akan menipis dan ulir-ulir pada ban akan hilang. Ini bisa mengakibatkan kendaraan tergelincir, karena Ban sudah halus.

Sewaktu mendorong benda di lantai yang kasar, itu akan menguras tenaga kita. Sehingga terkadang diperlukan kain untuk memperkecil gaya gesekan dengan lanti yang kasar.

Manfaat gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari adalah:

1.      Kita dapat berjalan dengan mudah menggunakan sepatu karet di lantai yang agak licin.

2.      Ban sepeda motor atau mobil terdapat gerigi-gerigi yang bertujuan memperbesar gaya gesek jika berjalan di atas tanah.

3.      Rem cakram atau tromol dengan menggunakan kampas sehingga kita dengan mudah dan aman pada waktu mengerem. Jika tidak ada gaya gesek maka motor akan melaju terus.

Cara yang dilakukan untuk mengurangi gaya gesek:

1.      Memberikan pelumas seperti oli pada kendaraan bertujuan untuk mengurangi gaya gesek pada mesin.

2.      Memberikan roda pada gerobak bakso. Seandainya pada gerobak bakso atau mie ayam, maka akan susah sekali tukang baksonya untuk mendorong gerobak.

REFERENSI

Kamajaya. 2007. Fisika untuk Kelas XI Semester 1 Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Bandung: Grafindo Media Pratamahttp://eduphisics.blogspot.co.id/2011/07/gaya-gesekan-adalah-gaya-yang-timbul.html

http://www.pakmono.com/2015/08/pengertian-gaya-gesek-rumus-dan-contohnya.html

http://jamudtharsinagakristenprotestanjs.blogspot.co.id/2015/08/gaya-gesekan.html

http://www.atmosferku.com/2016/08/belajar-fisika-tentang-gaya-gesekan.html