Gaya gaya dalam fisika

Sebelum mempelajari materi gaya gesekan, terlebih dahulu kita pahami beberapa konsep dasar yang akan selalu digunakan dalam pembahasan mengenai gaya gesekan. Ini merupakan pengetahuan prasyarat, maksudnya kalau konsep tersebut tidak dipahami dengan baik dan benar maka ketika mempelajari materi gaya gesekan, dirimu akan kebingungan…
Massa
Sejauh ini, apa yang anda ketahui tentang massa ?

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mencampuradukan pengertian massa dan berat. Ketika mengukur badan kita dengan timbangan, kita selalu menyatakannya dengan berat. Jika ditinjau dari ilmu fisika, yang kita maksudkan sebenarnya massa, bukan berat. Dalam ilmu fisika,ma ssa diartikan sebagai
ukuran inersia alias kelembaman suatu benda (kemampuan mempertahankan keadaan suatu gerak).

Makin besar massa suatu benda, makin sulit mengubah keadaan gerak benda tersebut. Semakin besar massa benda, semakin sulit menggerakannya dari keadaan diam, atau menghentikannya ketika sedang bergerak.

Lambang massa adalah m, yang merupakani ni si al dari katam as s (kata massa dalam bahasa inggris). Satuan Sistem Internasional untuk massa adalah Kilogram (kg). Massa termasuk besaran skalar; besaran fisika yang hanya mempunyai nilai saja.
Berat

Dalam ilmu fisika, berat diartikan sebagai gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda. Secara matematis, berat di tulis sebagai berikut :w = mg.w adalah inisial dariwei ght (kata berat dalam bahasa Inggris). m adalah lambang massa dan g adalah lambang percepatan gravitasi. Jadi secara matematis, w adalah hasil kali antara massa dan gravitasi. Berat termasuk besaran vektor(be sar an
vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah). Arah Berat sama dengan arah gravitasi, yakni
menuju ke pusat bumi alias tegak lurus ke bawah (permukaan tanah).
Percepatan Gravitasi

Percepatan gravitasi di permukaan bumi secara rata-rata bernilai 9,8 m/s2. Kenyataannya, nilai percepatan gravitasi (g) berbeda-beda pada setiap tempat di permukaan bumi, dari kira-kira 9,78 m/s2 sampai 9,82 m/s2. Dalam perhitungan, kadang kita menggunakan nilai g = 10 m/s2. Nilai g ini merupakan hasil pembulatan darig rata-rata di atas. g = 10 m/s2 biasa digunakan ketika kita masih belajar konsep
isika. Pertimbangannya sederhana, biar hitungan menjadi lebih mudah. Jadi kita tidak perlu pusing-
pusing mengalikan bilangan pecahan (g = 9,8 m/s2)
Gaya Normal
Gaya Normal merupakan sebuah gaya kontak yang tegak lurus terhadap permukaan kontak antara dua
benda yang bersentuhan (normal berarti tegak lurus). Lambang gaya Normal adalahFN atau bisa ditulis
N. Agar dirimu lebih memahami konsep gaya Normal, perhatikan gambar di bawah ini...
Jika benda terletak pada bidang miring maka gaya normal tampak seperti gambar di bawah

Jangan pake hafal.. pahami saja... kalau dirimu hafal, ntar bingung kalau gambarnya dibalik.
Sekarang, mari kita bergulat dengan gaya gesek menggesek..
Gaya Gesekan

Pernahkah anda jatuh terpeleset karena menginjak sesuatu yang licin ? jika belum, silahkan mencoba ;) kita bisa terpeleset ketika menginjakkan kaki pada sesuatu yang licin karena tidak ada gaya gesek yang bekerja. Tanpa gaya gesek, kita tidak akan bisa berjalan, roda sepeda motor atau mobil juga tidak akan bisa berputar, demikian juga pesawat terbang akan selalu tergelincir. Masa sich ? berita di televisi dan surat kabar yang mengatakan bahwa pesawat terbang tergelincir merupakan salah satu bukti, demikian juga ketika anda terpeleset dan jatuh sambilter tawa. Kehidupan kita sehari-hari tidak terlepas dari
bantuan gaya gesekan, walaupun terkadang tidak kita sadari. Pada kesempatan ini gurumuda akan

membantu anda untuk mengenal lebih jauh Gaya Gesekan. Dalam pembahasan mengenai hukum Newton, kita akan selalu berhubungan dengan gaya gesekan. Oleh karena itu, pahamilah konsep Gaya Gesekan dengan baik sehingga anda bisa memahami Hukum Newton dengan lebih mudah. Selamat belajar, semoga sukses…
Konsep gaya gesekan

Gesekan biasanya terjadi di antara dua permukaan benda yang bersentuhan, baik terhadap udara, air atau benda padat. Ketika sebuah benda bergerak di udara, permukaan benda tersebut akan bersentuhan dengan udara sehingga terjadi gesekan antara benda dengan udara. Demikian juga ketika bergerak di dalam air. Gaya gesekan juga selalu terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan, sekalipun benda tersebut sangat licin. Permukaan benda yang sangat licin pun sebenarnya sangat kasar dalam skala mikroskopis (mikro = kecil). Ketika kita mencoba menggerakan sebuah benda, tonjolan-tonjolan miskroskopis ini mengganggu gerak tersebut. Sebagai tambahan, pada tingkat atom
(ingat bahwa semua materi tersusun dari atom-atom), sebuah tonjolan pada permukaan menyebabkan

atom-atom sangat dekat dengan permukaan lainnya, sehingga gaya-gaya listrik di antara atom dapat membentuk ikatan kimia, sebagai penyatu di antara dua permukaan benda yang bergerak. Ketika sebuah benda bergerak, misalnya ketika kita mendorong sebuah buku pada permukaan meja, gerakan buku tersebut mengalami hambatan dan akhirnya berhenti. Hal ini disebabkan karena terjadi gesekan antara permukaan bawah buku dengan permukaan meja serta gesekan antara permukaan buku dengan udara. Nah, dalam skala, hal ini terjadi akibat pembentukan dan pelepasan ikatan tersebut.

Jika permukaan suatu benda bergeseran dengan permukaan benda lain, masing-masing benda tersebut melakukan gaya gesekan antara satu dengan yang lain. Gaya gesekan pada benda yang bergerak selalu berlawanan arah dengan arah gerakan benda tersebut. Selain menghambat gerak benda, gesekan dapat menimbulkan aus dan kerusakan. Hal ini dapat kita amati pada mesin kendaraan. Misalnya ketika kita memberikan minyak pelumas pada mesin sepeda motor, sebenarnya kita ingin mengurangi gaya gesekan yang terjadi di dalam mesin. Jika tidak diberi minyak pelumas maka mesin kendaraan kita cepat rusak. Contoh ini merupakan salah satu kerugian yang disebabkan oleh gaya gesek.
Kita dapat berjalan karena terdapat gaya gesek antara permukaan sandal atau sepatu dengan permukaan tanah. Jika anda tidak biasa menggunakan alas kaki ;) gaya gesek tersebut bekerja antara permukaan bawah kaki dengan permukaan tanah atau lantai. Alas sepatu atau sandal biasanya kasar / bergerigi alias tidak licin. Para pembuat sepatu dan sandal membuatnya demikian karena mereka sudah mengetahui konsep gaya gesekan. Demikian juga alas sepatu bola yang dipakai oleh pemain sepak bola, yang terdiri dari tonjolan-tonjolan kecil. Apabila alas sepatu atau sandal sangat licin, maka anda akan terpeleset ketika berjalan di atas lantai yang licin. Hal ini disebabkan karena gaya gesek yang bekerja sangat kecil sehingga akan mempersulit gerakan anda. Ini merupakan contoh gaya gesek yang menguntungkan.
Ketika sebuah benda berguling di atas suatu permukaan (misalnya roda kendaraan yang berputar atau
bola yang berguling di tanah), gaya gesekan tetap ada walaupun lebih kecil dibandingkan dengan ketika

benda tersebut meluncur di atas permukaan benda lain. Gaya gesekan yang bekerja pada benda yang berguling di atas permukaan benda lainnya dikenal dengan julukan gaya gesekan rotasi. Sedangkan gaya gesekan yang bekerja pada permukaan benda yang meluncur di atas permukaan benda lain
(misalnya buku yang didorong di atas permukaan meja) disebut sebagai gaya gesekan translasi. Pada
kesempatan ini kita hanya membahas gaya gesekan translasi, yaitu gaya gesekan yang bekerja pada
benda padat yang meluncur di atas benda padat lainnya.
Gaya gesekan statis dan kinetis

Lakukanlah percobaan berikut ini untuk menambah pemahaman anda. Letakanlah sebuah balok pada permukaan meja. Ikatlah sebuah neraca pegas (alat untuk mengukur besar gaya) pada sisi depan balok tersebut. Sekarang, tarik pegas perlahan-lahan sambil mengamati perubahan skala pada neraca pegas. Tampak bahwa balok tidak bergerak jika diberikan gaya yang kecil. Balok belum bergerak karena gaya tarik yang kita berikan pada balok diimbangi oleh gaya gesekan antara alas balok dengan permukaan meja. Ketika balok belum bergerak, besarnya gaya gesekan sama dengan gaya tarik yang kita berikan. Jika tarikan kita semakin kuat, terlihat bahwa pada suatu harga tertentu balok mulai bergerak. Pada saat balok mulai bergerak, gaya yang sama menghasilkan gaya dipercepat. Dengan memperkecil kembali gaya tarik tersebut, kita dapat menjaga agar balok bergerak dengan laju tetap; tanpa percepatan. Kita juga bisa mempercepat gerak balok tersebut dengan menambah gaya tarik.

Gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan, ketika benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statik(l am bangnya fs). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar bendam ul ai 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 disebutgaya
gesekan kinetik(l am ba ngny a 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.
Koofisien gesekan statis dan kinetis
Perbandingan antara besar gaya gesekan statik maksimum dengan besar Gaya Normal disebutk oof i si en
gesekan statik, yang diberi lambang
s
µ. Jikafs menyatakan besar gaya gesek statik, maka secara
matematis dapat dirumuskan :
f2 ≤ µ2 N
µadalah koofisien gesekan statik danN adalah besar Gaya Normal. Tanda≤ bisa diganti dengan
tanda = apabilafs mencapai harga maksimum.
Perbandingan antara besar gaya gesekan kinetik dengan Gaya Normal disebut koofisien gesekan
kinetik, yang diberi lambang
k
µs. Jikafk menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka secara matematis
dapat dirumuskan :
f2 = µ2 N
Baiks
µmaupun
k
µ adalah konstanta yang tidak memiliki dimensi, di mana keduanya merupakan
perbandingan antara besar dua buah Gaya.

Perhatikan bahwa hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan pada persamaan di atas hanya untuk besarnya saja. Arah kedua gaya tersebut selalu saling tegak lurus satu dengan yang lain, sebagaimana diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Berikut ini keterangan untuk gambar di bawah :fk adalah gaya gesekan kinetik,fs adalah gaya gesekan statik, F adalah gaya tarik,N adalah gaya normal,w adalah gaya berat, m adalah massa,g adalah percepatan gravitasi.