Rumus Gaya Gesek Statis dan Kinetis serta Contoh Soal

Bisnis.com, JAKARTA - Dalam ilmu fisika, gaya gesek merupakan gaya yang diakibatkan oleh dua benda yang permukaannya saling bersentuhan. Jadi, gaya gesek termasuk ke dalam jenis gaya sentuh, yang baru akan bekerja ketika terjadi sentuhan dua permukaan benda, sekaligus merupakan penyebab timbulnya gaya gesek itu sendiri. Dibawah ini akan dijelaskan secara lengkap rumus gaya gesek yang perlu kamu ketahui.

Besar kecilnya gaya gesek ditentukan oleh tingkat kekerasan permukaan benda. Semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar nilai gaya geseknya. Sebaliknya, makin halus permukaan benda makin kecil gaya gesek yang terjadi.

Perbedaan Gaya Gesek Statis dan Kinetis

Gaya gesek statis merupakan gesekan yang terjadi antara dua benda padat, yang tidak bergerak secara relatif satu sama lainnya. Gaya gesek statis terjadi pada saat suatu benda meluncur ke bawah pada bidang miring.

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

Rumus Gaya Gesek Statis

Gaya gesek statis bekerja ketika permukaan kontak tidak saling bergeser. Artinya, gaya gesek ini bekerja pada benda yang diberikan gaya luar (F) seperti gaya dorong atau tarik ke benda yang awalnya sedang diam hingga tepat akan bergerak.

Berikut adalah rumus gaya gesek statis:

fs = μs x N

keterangan:

fs : besar gaya gesek statis (N)

μs : koefisien gesek statis (N)

N : gaya normal (N)

Baca Juga : Cara Cepat Mencari Sisi Segitiga Pakai Rumus Pythagoras

Rumus Gaya Gesek Kinetis

Dikarenakan gaya gesek kinetis bekerja ketika permukaan kontak saling bergeser. Berlawanan dengan gaya gesek statis, gaya gesek kinetis ini bekerja pada benda yang sedang bergerak.

Berikut ini adalah rumus gaya gesek statis:

fk = μk x N

keterangan:

fk : besar gaya gesek kinetis (N)

μk : koefisien gesek kinetis (N)

N : gaya normal (N)

Cara Menentukan Diam Gerak Benda

Setelah mengetahui rumus, koefisien gesek statis dan kinetis, kamu juga dapat mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya adalah dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar (F).

Jika gaya luar lebih kecil dari gaya gesek statis (F < fs), artinya benda tersebut diam.
Jika gaya luar sama dengan gaya gesek statis (F = fs) artinya benda tersebut tepat akan bergerak.
Jika gaya luar lebih besar dari gaya gesek statis (F > fs) maka benda tersebut bergerak

Rumus Koefisien Gesak Benda yang Diam di Bidang Miring

Untuk benda yang diam di atas bidang miring maka besar percepatannya adalah nol, sehingga berlaku Hukum I Newton sebagai berikut:

ΣFY = 0

N – w cos θ = 0

N – mg cos θ = 0

N = mg cos θ ………. Pers. (1)

ΣFX = 0

w sin θ – fs = 0

mg sin θ – μsN = 0

karena N = mg cos θ, maka

mg sin θ – μs(mg cos θ) = 0

mg sin θ – μsmg cos θ = 0

μsmg cos θ = mg sin θ

μs
=
mg sin θ
mg cos θ
Karena sin θ/cos θ = tan θ, maka

μs = tan θ ………. Pers. (2)

Rumus Koefisien Gesek Benda yang Bergerak di Bidang Miring

Untuk benda yang mula-mula diam diatas bidang miring kemudian bergerak ke bawah sejajar bidang, maka pada benda berlaku Hukum II Newton sebagai berikut:

ΣFY = ma

N – w cos θ = ma

N – mg cos θ = ma

Karena tidak ada gerak dalam arah vertikal, maka a = 0 sehingga

N – mg cos θ = 0

N = mg cos θ ………. Pers. (3)

ΣFX = ma

w sin θ – fk = ma

mg sin θ – μkN = ma

karena N = mg cos θ, maka

mg sin θ – μk(mg cos θ) = ma

mg sin θ – μkmg cos θ = ma