Sangatlah masuk akal ketika gaya gesek tersebut dipengaruhi oleh berat benda. Sebagai contoh untuk menggerakkan benda yang diam di atas lantai kasar memerlukan gaya tertentu. Gaya ini akan dilawan oleh gaya gesek yang bekerja pada benda. Semakin besar berat benda, gaya gesek yang bekerja pada benda akan besar pula. Tetapi sangat mengejutkan ketika gaya gesek tidak dipengaruhi oleh luas permukaan benda yang melakukan kontak dengan permukaan lainnya. Untuk memahami faktor yang kedua ini, kita harus membedakan luas permukaan kontak yang terlihat oleh mata dengan luas permukaan kontak yang nyata atau benar-benar bersentuhan dengan antara dua permukaan. Jika menggunakan tinjauan secara mikroskopik ternyata luas aktual permukaan benda dengan bidang hanya satu persepuluh ribu dari luas permukaan yang tampak oleh mata bersentuhan. Inilah yang menyebabkan bahwa gaya gesek tidak bergantung pada luas permukaan yang bersentuhan.
Gesekan Statis dan Kinetik
Pengalaman sehari-hari menunjukkkan bahwa butuh gaya yang relatif kecil untuk menggerakan benda yang diam dipermukaan tertentu. Sekali benda bergerak, untuk membuatnya kecepatannya tidak berkurang memerlukan gaya konstan yang bekerja pada benda. Seperti telah diulas dingkat di atas, gaya gesek dibedakan menjadi dua yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetik. Gaya gesek statis mempunyai arah melawan kecenderungan arah gerak benda. Jika arah gerak benda kecenderungan kekanan, gaya gesek statis akan bergerak kekiri, begitu sebaliknya. Gaya gesek statis mempunyai nilai minimum nol dan maksimumnya dirumuskan sebagai berikut:
N menunjukkan gaya normal benda, miu-s menunjukkan koefisien gesekan statis benda dengan lantai yang tidak memiliki satuan. Ingat bahwa persamaan gaya gesek di atas untuk keadaan gaya gesek statis maksimum yang bekerja pada benda.
Ketika sebuah benda sudah bergerak di atas permukaan yang licin, gaya gesek yang bekerja pada benda adalah gaya gesek kinetik. Gaya ini akan berlawanan dengan arah kecepatan benda. Besar gaya gesek kinetik lebih kecil dari gaya gesek statis, hal ini karena interaksi molekul saat benda bergerak jauh lebih sedikit dibanding saat benda diam. Secara matematis, permsaan untuk gaya gesek kinetik dapat dirumuskan sebagai berikut:
N menunjukkan gaya normal benda, miu-k menunjukkan koefisien gesekan kinetik benda dengan lantai yang tidak memiliki satuan. Dalam beberapa kasus gaya gesek kinetik dapat menguntungkan juga dapat merugikan. Sebagai ncontoh adalah gaya gesek kinetik yang bekerja pada roda kendaraan dan jalan. Gaya gesek ini menguntungkan karena mobil dapat bergerak. Di sisi lain, gaya gesek ini menyebabkan ban cepat menipis karena faktor gesekan yang menyebabkannya.
Apakah Yang Dimaksud Dengan Koefisien Gesekan Statis dan Koefisien Kinetis? – Perhatikan gambar dibawah, jika kita tarik dengan gaya kecil, balok belum bergerak. Hal itu disebabkan ada gaya gesekan. Gaya gesekan terjadi pada dua permukaan yang bersinggunngan. Jika gaya tarik kita perbesar sedikit demi sedikit secara terus menerus, suatu saat balok akan bergerak.
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.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada permukaan benda yang kering tanpa pelumas, besar gaya gesekan sebanding dengan Gaya Normal.
Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda 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 cairan serta gas adalah gaya Stokes.
Secara umum gaya gesek dapat dituliskan sebagai suatu ekspansi deret, yaitu
f
→
=
−
b
0
v
→
|
v
→
|
−
b
1
v
v
→
|
v
→
|
−
b
2
v
2
v
→
|
v
→
|
−
.
.
{\displaystyle {\vec {f}}=-b_{0}{\frac {\vec {v}}{|{\vec {v}}|}}-b_{1}v{\frac {\vec {v}}{|{\vec {v}}|}}-b_{2}v^{2}{\frac {\vec {v}}{|{\vec {v}}|}}-..}
di mana suku pertama adalah gaya gesek yang dikenal sebagai gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan suku kedua dan ketiga adalah gaya gesek pada benda dalam fluida.
Gaya gesek dapat merugikan atau bermanfaat. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di atas lantai. Tanpa adanya gaya gesek antara ban mobil dengan jalan, mobil hanya akan slip dan tidak membuat mobil dapat bergerak.
Gaya gesek merupakan akumulasi interaksi mikro antar kedua permukaan yang saling bersentuhan. Gaya-gaya yang bekerja antara lain adalah gaya elektrostatik pada masing-masing permukaan. Dulu diyakini bahwa permukaan yang halus akan menyebabkan gaya gesek [atau tepatnya koefisien gaya gesek] menjadi lebih kecil nilainya dibandingkan dengan permukaan yang kasar, akan tetapi pada masa kini tidak lagi demikian. Konstruksi mikro [nano tepatnya] pada permukaan benda dapat menyebabkan gesekan menjadi minimum, bahkan cairan tidak lagi dapat membasahinya [efek lotus].
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].
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.
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.
- "Friction". Encyclopædia Britannica. 11 [edisi ke-11]. 1911.
- Coefficients of Friction Diarsipkan 2019-02-01 di Wayback Machine. – tables of coefficients, plus many links
- Physclips: Mechanics with animations and video clips Diarsipkan 2007-06-01 di Wayback Machine. from the University of New South Wales
- CRC Handbook of Chemistry & Physics – Values for Coefficient of Friction
- Characteristic Phenomena in Conveyor Chain
- Atomic-scale Friction Research and Education Synergy Hub [AFRESH] Diarsipkan 2008-05-11 di Wayback Machine. an Engineering Virtual Organization for the atomic-scale friction community to share, archive, link, and discuss data, knowledge and tools related to atomic-scale friction.
- Coefficients of friction of various material pairs in atmosphere and vacuum.
Diperoleh dari "//id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gaya_gesek&oldid=21134781"