Apa pengaruh permukaan yang licin dan permukaan yang kasar pada gaya gesek jelaskan?

Merdeka.com - Gaya gesek merupakan gaya yang ditimbulkan oleh adanya dua buah permukaan yang saling bersentuhan. Lantai dengan permukaan yang licin akan membuat seseorang kesulitan berjalan di atasnya karena lantai yang licin memiliki gaya gesek sangat kecil.

Gaya gesek dapat diperbesar ataupun diperkecil disesuaikan dengan tujuan. Dalam kehidupan sehari-hari, bisa dijumpai berbagai cara yang dapat dilakukan untuk memperkecil atau memperbesar gaya gesek.

Contoh dari gaya gesek yang diperkecil adalah penggunaan oli pada roda atau rantai sepeda. Sementara itu, penggunaan pul pada sepatu pemain bola bertujuan untuk memperbesar gaya gesek sehingga pemain bola tidak tergelincir pada saat berlari menendang bola.

Gaya gesek memiliki manfaat tersendiri dalam kehidupan sehari-hari. Bisa jadi manfaat tersebut kamu rasakan juga tapi tidak disadari.

Berikut ini informasi mengenai manfaat gaya gesek dalam kehidupan yang telah dirangkum merdeka.com melalui repository.unj.ac.id dan repository.usu.ac.id.

2 dari 4 halaman

Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat melainkan dapat pula berbentuk cair ataupun gas.

Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat dan cair serta adalah gaya stokes. Gaya gesek dapat merugikan juga dapat bermanfaat. Panas pada poros yang berputar, engsel pintu yang berderit dan sepatu yang aus merupakan contoh kerugian yang disebabkan oleh gaya gesek.

Akan tetapi, tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di lantai. Tanpa adanya gaya gesek kita tidak akan pernah bisa berjalan.

Gaya gesek merupakan akumulasi interaksi mikro antar kedua permukaan yang saling bersentuhan. Permukaan yang sangat halus akan menyebabkan gesek menjadi lebih kecil nilainya jika dibandingkan dengan permukaan yang kasar, akan tetapi tidak lagi demikian. Kontruksi mikro ataupun nano pada permukaan benda dapat menyebabkan gesekan menjadi minimum, bahkan cairan tidak lagi dapat membasahi.

3 dari 4 halaman

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.

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 berspin, terdapat pula gaya gesek spin (spin friction)

4 dari 4 halaman

Beberapa manfaat gaya gesek dapat dengan mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari beberapa di antaranya yaitu sebagai berikut:

1. Membantu Benda Bergerak tanpa Tergelincir
Seseorang dapat berjalan karena adanya gaya gesekan yang terjadi antara sepatu dengan lantai. Dengan adanya gaya gesek tersebut menyebabkan seseorang tidak tergelincir saat berjalan. Selain itu, permukaan aspal jalan raya dibuat agak kasar dengan tujuan agar mobil tidak mengalami slip ketika bergerak di atasnya.

2. Menghentikan Gerak Benda
Rem yang terdapat pada sepeda, motor, atau mobil digunakan untuk menghentikan gerak. Gesekan antara karet rem dengan peleg membuat laju sepeda, motor, atau mobil akan semakin lambat ketika direm.

3. Menghasilkan panas

Gaya gesek yang timbul ketika kita menggosokkan kedua tangan akan menghangatkan badan.
4. Mengikis benda

Gaya gesek yang timbul dari amplas terhadap kayu dapat membuat kayu menjadi halus.

5. Menahan benda agar tidak tergeser

Gaya Gesek adalah gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak benda. Gaya ini terjadi karena sentuhan benda dengan bidang lintasan akan membuat gesekan antara keduanya saat benda akan mulai bergerak hingga benda bergerak. Besarnya gaya ini ditentukan berdasarkan kekasaran permukaan kedua bidang yang bersentuhan, jadi semakin kasar permukaan suatu bidang maka nilai gaya geseknya akan semakin besar.

Agar kamu mampu memahami materi ini dengan baik, sebaiknya kamu harus memahami terlebih dahulu materi:

• Hukum Newton I
• Hukum Newton II

Terdapat dua jenis gaya gesek yaitu Gaya Gesek Statis dan Kinetis. Berikut dijelaskan lebih lanjut.

Gaya Gesek Statis (GGS)

Gaya Gesek Statis adalah gaya yang bekerja saat benda diam hingga tepat saat benda akan bergerak. Sebagai contoh, GGS dapat mencegah kamu untuk tergelincir dari tempat kamu berpijak. GGS juga dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

Besar GGS merupakan hasil perkalian antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda. Koefisien gesek merupakan besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yang bersentuhan. Koefisien gesek statis dinotasikan dengan .

Persamaan GGS:

.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Perhatikan gambar diatas untuk melihat arah-arah gaya. Karena setiap benda yang diam hingga tepat akan bergerak memiliki nilai GGS, maka benda tidak akan bergerak jika gaya yang diberikan lebih kecil dari nilai GGS (karena arah gaya yang diberikan dengan arah gaya gesek selalu berlawanan). Jadi, benda akan dapat bergerak jika gaya yang diberikan lebih besar dari nilai GGS.

benda tetap diam.

benda mulai bergerak

Gaya Gesek Kinetis (GGK)

Gaya gesek kinetis adalah gaya yang bekerja saat benda bergerak. Saat benda diam hingga tepat akan bergerak, gaya yang berkerja adalah GGS. Lalu, saat benda mulai bergerak maka gaya yang bekerja adalah GGK. Jika tidak terdapat GGK, maka suatu benda yang diberi gaya akan selalu melaju dan tidak akan berhenti karena tidak ada gaya gesek yang melambatkannnya, seperti di luar angkasa.

Sama seperti GGS, nilai GGK merupakan hasil perkalian antara koefisien geseknya dengan gaya normal benda. Koefisien gesek kinetis dinotasikan dengan . Biasanya, nilai koefisien gesek kinetis selalu lebih kecil dari koefisien gesek statis untuk material yang sama.

Persamaan GGK:

.

.

Contoh Soal Gaya Gesek dan Pembahasan

Soal 1:
Sebuah kotak seberat 10 kg ditarik sepanjang bidang datar dengan gaya sebesar 40 N yang membentuk sudut . Koefisien gesek statis dan kinetis nilainya berturut-turut sebesar 0,4 dan 0,3. Hitunglah percepatannya.

Pembahasan:

Gambarkan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada box tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Kemudian kita identifikasi komponen-komponen yang diketahui,

.

memiliki komponen vertikal dan horizontal:

.

.

Lalu, kita dapat mencari gaya normalnya yang dinotasikan dengan ataupun ,

.

(karena benda tidak bergerak secara vertikal, maka ).

.

Agar kita mengetahui apakah benda tersebut dapat bergerak atau tidak, maka kita hitung nilai GGSnya:

.

, maka benda bergerak.

Kita tentukan GGK yang bekerja:

.

Lalu, dapat kita cari percepatannya:

.

.

Jadi, percepatan yang dialami benda sebesar .

Jika tidak terdapat gaya gesek, percepatannya pasti akan lebih besar.

Soal 2
Perhatikan gambar dibawah. Koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja nilainya sebesar 0,2. Tentukan percepatan sistem tersebut.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Pembahasan:
Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Gaya normal kotak A sebesar:

.

Gaya gesek kinetis yang bekerja pada kotak A sebesar:

.

Gaya tegang tali dinotasikan dengan ataupun .

Persamaan Hukum kedua Newton pada kotak A dapat ditullis dengan:

.

Persamaan Hukum kedua Newton pada kotak B dapat ditulis dengan:

.

    (disubstitusikan dengan persamaan kotak A)

.

Kita dapat mencari nilai sebesar:

.

.

Jadi, percepatan yang dialami kotak A sebesar ke kanan dan kotak B ke bawah.

Kita juga dapat mencari gaya tegang tali sebesar:

.

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.
Mahasiswa S2 Teknik Mesin UI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Gerak Parabola
2. Gerak Lurus Beraturan
3. Kapasitor