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 cairan serta gas adalah gaya Stokes.
1.
Gaya Gesekan di Bidang Datar
Dalam bahasan ini Anda akan dijelaskan penurunan persamaan gaya gesekan yang terjadi di bidang datar. Persamaan tersebut hanya sebatas kualitatif saja, sebab analisa kuantitatif terhadap persoalan gaya gesek di bidang datar akan dijelaskan dalam kegiatan belajar 3. Perhatikan sebuah benda (balok) yang terletak di atas lantai datar berikut ini.
Pada balok bekerja beberapa komponen gaya yang dapat Anda uraikan seperti gambar di bawah ini. Anggap balok didorong oleh gaya F ke kanan.
Bila benda belum bergerak (diam), maka pada benda berlaku hukum I Newton, perhatikan persamaan berikut ini: , Anda dapat uraikan gaya tersebut dalam arah sumbu x dan sumbu y, sehingga menjadi:
pada sumbu x
F - f = 0
Pada sumbu y
N = m.g
Untuk benda yang bergerak, berlaku hukum II Newton. Sehingga persamaan di atas tidak berlaku untuk benda yang bergerak. Penurunan persamaannya dapat dirumuskan sebagai berikut: Pada sumbu x
F - f = ma, pindah ke ruas kanan dan ma ke ruas kiri, maka F - ma = f atau
f = F - ma
Pada sumbu y
N - W = 0 N = W
N = mg
Keterangan :
f = gaya gesek (N) F = gaya dorong (N) N = gaya normal (N) W = gaya berat (N) a = percepatan benda (m/s2) m = massa benda (kg)
2.
Gaya Gesekan di Bidang Miring
Secara kualitatif persamaan gaya gesekan pada bidang miring dapat diuraikan sebagai berikut. Perhatikan gambar di bawah ini!
Ada dua kemungkinan gerak yang dialami balok di bidang miring tersebut, yaitu: pertama, balok meluncur turun ke bawah dan kedua, balok naik ke atas jika terdapat gaya dorong F yang mendorong balok naik ke atas. Sekarang marilah kita bahas dua kemungkinan tersebut.
2.1
Balok Turun ke Bawah
Persamaan gaya yang bekerja pada balok yang turun ke bawah di bidang miring dapat Anda uraikan sebagai berikut.
Perhatikan penguraian gaya-gaya yang bekerja pada balok di bawah ini!
Untuk benda yang bergerak turun, maka pada benda berlaku hukum II Newton. Perhatikan persamaan di bawah ini. Pada sumbu x
Tidak ada komentar:
Posting Komentar