Gaya Gesekan

      Gaya gesekan adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak,gaya gesek terjadi apabila dua buah benda bersentuhan,besarnya gaya gesekan ditentukan oleh koefisien gesekan antar kedua permukaan benda dan gaya normal.Terdapat dua gaya gesek antara dua buah benda  padat saling bergerak lurus ,yaitu gaya gesek statik dan kinetik yang dibedakan antara titik-titik sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau salin berganti. Gaya gesek statik yaitu gesekan antara dua benda padat yang tidak bergerak relatif satu sama lainnya yang dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplikasikan  tepat sebelum benda tersebut bergerak. 

      Gaya gesekan maksimum antara dua permukaan sebelum gerakan terjadi adalah hasil dari koefisien gesekan statik dikalikan dengan gaya normal F_s = μs x N, ketika tidak ada gerakan terjadi gaya gesek dapat memiliki nilai dari nol hingga gesek maksimum. Sedangkan gaya kinetik yaitu gaya yang terjadi ketika dua benda bergerak relative satu sama lainnya dan saling bergesekan, koefisien gesekan kinetik umumnya di notasikan dengan µ_k dan pada umumnya selalu lebih kecil dari gaya statik.

      Sebuah balok yang didorong di atas meja akan bergerak Bila sebuah balok massanya m, kita lepaskan dengan kecepatan awal Vo pada sebuah bidang horizontal, maka balok itu akhirnya akan berhenti. Ini berarti di dalam  gerakan balok mengalami perlambatan, atau ada gaya yang menahan balok, gaya ini disebut gaya gesekan. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh koefisien gesekan antar kedua permukaan benda dan gaya normal. Besarnya koefisien gesekan ditentukan oleh kekasaran permukaan bidang dan benda.

       Gaya gesekan dibagi dua yaitu: gaya gesekan statis (f_s) dan gaya gesekan kinetik (f_k). Sebuah balok beratnya W, berada pada bidang mendatar yang kasar, kemudian ditarik oleh gaya F seperti pada gambar di bawah ini.

     

Arah gaya gesekan f berlawanan arah dengan gaya penyebabnya F, dan berlaku:

1.   Untuk harga F <f_s maka balok dalam keadaan diam.

2.   Untuk harga F = f_s maka balok tepat saat akan bergerak.

3.  Apabila Fase diperbesar lagi sehingga F >f_s maka benda bergerak dan gaya gesekan statis   f_s akan berubah menjadi gaya gesekan kinetisf_k.

Gaya gesekan antara dua permukaan yang saling diam satu terhadap yang lain disebut gaya gesekan statis. Gaya gesekan statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Sekali gerak telah dimulai, gaya gesekan antar kedua permukaan biasanya berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil untuk menjaga agar benda bergerak beraturan. Gaya yang bekerja antara dua permukaan yang saling bergerak relatif disebut gaya gesekan kinetik. Jika f_s menyatakan besar gaya gesekan statik maksimum, maka :

        Dengan  m_S   adalah koefisien gesekan statik dan N adalah besar gaya normal. Jika f_k menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka :

dengan mk adalah koefisien gesekan kinetik.

Bila sebuah benda dalam keadaan diam pada suatu bidang datar, dan kemudian bidang tempat benda tersebut dimiringkan perlahan-lahan sehingga membentuk sudut q sampai benda tepat akan bergerak, koefisien gesekan statik antara benda dan bidang diberikan oleh persamaan,

                 m_S = tan q_c        

Dengan q_c  adalah sudut pada saat benda tepat akan bergerak, yang disebut sudut kritis. Koefisien gesekan statik merupakan nilai tangen sudut kemiringan bidang, dengan keadaan benda tepat akan bergerak/meluncur. Pada sudut-sudut yang lebih besar dari q_c, balok meluncur lurus berubah beraturan ke ujung bawah bidang miring dengan percepatan :

                                   

                                        

di mana q  adalah sudut kemiringan bidang dan m_k adalah koefisien gesek kinetik antara benda dengan bidang. Dengan mengukur percepatan a_x, maka koefisien gesekan m_k dapat dihitung.