Gesekan – Konsep, sebab, statika, dinamika dan contoh

Fisika

Data Relevan:

  1. Gaya Gesek: Gaya gesek adalah gaya yang muncul ketika dua permukaan bersentuhan dan saling berinteraksi. Gaya gesek ini selalu berlawanan arah dengan arah gerakan relatif antara dua permukaan tersebut.
  2. Koefisien Gesek: Koefisien gesek adalah ukuran dari seberapa besar hambatan gesekan antara dua permukaan. Setiap bahan memiliki koefisien gesek yang berbeda-beda.
  3. Gesekan Statis dan Gesekan Kinetik: Gesekan statis terjadi ketika dua permukaan saling menahan satu sama lain dan tidak ada gerakan relatif di antara keduanya. Gesekan kinetik terjadi ketika dua permukaan memiliki gerakan relatif satu sama lain.
  4. Aplikasi Gesekan: Gesekan memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada rem kendaraan, sepatu yang memberikan cengkeraman pada permukaan, dan mesin industri yang menghasilkan tenaga gerak.
  5. Pengurangan Gesekan: Untuk mengurangi gesekan, dapat digunakan pelumas, seperti minyak atau grease, yang membentuk lapisan tipis antara permukaan yang bersentuhan.

Penjelasan:
Gesekan adalah gaya yang terjadi ketika dua permukaan saling berinteraksi dan menghasilkan hambatan terhadap pergerakan relatif di antara keduanya. Ketika dua permukaan bersentuhan, ada gaya yang mencegah gerakan bebas dari satu permukaan terhadap permukaan lainnya. Gaya ini disebut gaya gesek.

Gesekan dapat dibedakan menjadi gesekan statis dan gesekan kinetik. Gesekan statis terjadi ketika dua permukaan saling menahan satu sama lain dan tidak ada gerakan relatif di antara keduanya. Contohnya adalah ketika kita mencoba mendorong atau menarik benda yang tidak bergerak. Ketika gaya yang diberikan melebihi gaya gesek statis, maka gesekan statis akan teratasi dan benda akan mulai bergerak. Pada saat itu, gesekan kinetik terjadi, yaitu ketika dua permukaan memiliki gerakan relatif satu sama lain.

Setiap bahan memiliki koefisien gesek yang berbeda-beda, yang menunjukkan seberapa besar hambatan gesekan antara dua permukaan. Misalnya, koefisien gesek antara besi dan besi lebih tinggi daripada koefisien gesek antara besi dan plastik. Koefisien gesek ini dapat digunakan untuk menghitung gaya gesek yang terjadi antara dua permukaan.

Gesekan memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, pada rem kendaraan, gesekan digunakan untuk mengubah energi gerak menjadi energi panas sehingga kendaraan dapat berhenti. Pada sepatu, gesekan digunakan untuk memberikan cengkeraman pada permukaan yang kita pijak. Di industri, gesekan digunakan dalam mesin untuk menghasilkan tenaga gerak.

Namun, gesekan juga bisa memiliki dampak negatif. Gesekan dapat menyebabkan keausan dan kerusakan pada benda, seperti keausan pada ban mobil atau keausan pada roda gigi mesin. Oleh karena itu, perlu dilakukan langkah-langkah untuk mengurangi gesekan, seperti penggunaan pelumas, seperti minyak atau grease, yang membentuk lapisan tipis antara permukaan yang bersentuhan.

Sumber Daya:

  1. “Fisika Dasar untuk Sains dan Teknik” oleh Raymond A. Serway dan John W. Jewett Jr.
  2. “Gesekan danPergerakan” oleh Sukirman
  3. “Fisika untuk SMA/MA Kelas X” oleh Suyanto
  4. “Buku Guru Fisika SMA/MA Kelas X” oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas
  5. “https://id.wikipedia.org/wiki/Gesekan” – Artikel Wikipedia tentang gesekan.

Gesekan adalah gaya yang terjadi ketika dua permukaan saling berinteraksi dan menghasilkan hambatan terhadap pergerakan relatif di antara keduanya. Fenomena gesekan ini memiliki peran penting dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam hal positif maupun negatif. Gesekan dapat digunakan untuk menghasilkan energi, seperti pada rem kendaraan, namun juga dapat menyebabkan kerusakan dan keausan pada benda.

Gesekan adalah gaya antara dua permukaan yang bersentuhan.

Apa itu gesekan?

Gesekan, gaya gesek atau gaya gesek adalah gaya yang terjadi antara dua permukaan yang bersentuhan, dan melawan gerak, yaitu arahnya berlawanan dengan gerak. Gaya ini dapat terdiri dari dua jenis: statis (bila melawan awal pergeseran) atau dinamis (bila melawan gerak relatif).

Gaya gesekan bukanlah salah satu gaya fundamental alam semesta, seperti gravitasi, namun disebabkan oleh interaksi kompleks antara permukaan dua benda yang mengalami kontak fisik. Umumnya kita berbicara tentang gesekan pada benda padat, tetapi gesekan juga terjadi pada benda cair: efek gesekan antar lapisan zat cair menentukan viskositasnya.

Untuk menggerakkan suatu benda yang diam, gaya yang mendorongnya untuk bergerak harus mengatasi hambatan yang ditimbulkan oleh gesekan, yang lebih besar antara permukaan kasar dan tidak beraturan dibandingkan pada permukaan halus dan halus.

Sebaliknya, jika suatu benda yang bersentuhan dengan suatu permukaan, misalnya meja, didorong dan akibatnya mulai bergerak searah dengan dorongan tersebut, kecepatannya akan berkurang seiring dengan berkurangnya gaya gesekan yang bekerja padanya..meja bekerja padanya, mengalahkan dorongan awal. Gaya gesekan ini bergantung pada massa benda, sehingga benda yang lebih berat menunjukkan gesekan yang lebih besar dibandingkan benda yang lebih ringan.

Gesekan juga mempunyai efek pada permukaan yang bersentuhan. Seringkali tidak terlihat, namun energi kinetik yang hilang akibat gesekan diubah menjadi panas, yaitu permukaan dipanaskan oleh gesekan. Bahkan keduanya bisa mengalami keausan.

Ini mungkin membantu Anda: Mekanika dalam fisika

Pengertian Gesekan

Gesekan adalah gaya yang timbul ketika dua permukaan saling bergesekan. Gaya ini bekerja berlawanan arah dengan gerakan relatif di antara kedua permukaan tersebut. Gesekan dapat menghambat gerakan, menyebabkan keausan, dan menghasilkan panas.

Jenis-Jenis Gesekan

  1. Gesekan Statis:
    • Gesekan statis adalah gaya yang menahan benda tetap diam meskipun ada gaya eksternal yang bekerja untuk menggerakkannya. Besarnya gesekan statis akan meningkat hingga mencapai nilai maksimum yang disebut gaya gesekan statis maksimum.
  2. Gesekan Kinetis:
    • Gesekan kinetis (atau gesekan dinamis) adalah gaya yang bekerja ketika dua permukaan bergerak relatif satu sama lain. Biasanya, gaya gesekan kinetis lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum.
  3. Gesekan Gulir:
    • Gesekan gulir terjadi ketika sebuah benda menggelinding di atas permukaan. Contohnya adalah roda yang menggelinding di jalan. Gesekan gulir biasanya lebih kecil daripada gesekan kinetis.
  4. Gesekan Cairan:
    • Gesekan cairan (atau viskositas) terjadi dalam fluida (cairan dan gas) ketika lapisan fluida bergerak relatif satu sama lain. Ini adalah faktor penting dalam dinamika fluida.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Gesekan

  1. Jenis Permukaan:
    • Sifat material dan kekasaran permukaan mempengaruhi gaya gesekan. Permukaan kasar cenderung memiliki gesekan yang lebih tinggi dibandingkan permukaan halus.
  2. Gaya Normal:
    • Gaya normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan kontak. Gesekan berbanding lurus dengan gaya normal. Semakin besar gaya normal, semakin besar gaya gesekan.
  3. Kecepatan Relatif:
    • Dalam beberapa kasus, kecepatan relatif antara dua permukaan dapat mempengaruhi gaya gesekan, terutama dalam fluida.
  4. Luas Kontak:
    • Meskipun gesekan tidak tergantung langsung pada luas kontak, faktor ini dapat mempengaruhi distribusi tekanan dan, pada akhirnya, gesekan.

Penyebab gesekan

Udara juga menyebabkan gesekan pada benda yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Gesekan mungkin disebabkan, pertama-tama, oleh ketidaksempurnaan mikro antara permukaan-permukaan yang bersentuhan, yang menyulitkan salah satu permukaan untuk meluncur di atas permukaan lainnya, meskipun permukaan tersebut tidak dapat dirasakan secara nyata. Inilah sebabnya mengapa beberapa permukaan mempunyai gesekan yang lebih besar dibandingkan permukaan lainnya.

Dengan demikian, gesekan dapat dikurangi secara mekanis, misalnya dengan menambahkan pelumas, atau dapat ditingkatkan dengan melakukan degenerasi permukaan dengan cara tertentu.

Friksi statis

Gesekan statis (F e ) adalah gaya yang cenderung melawan perpindahan relatif antara dua permukaan yang bersentuhan. Merupakan gaya yang perlu diatasi untuk memulai pergerakan suatu benda. Koefisien gesekan statis selalu lebih kecil atau sama dengan (yang mempunyai nilai empiris dan bergantung pada material) antara dua permukaan dikalikan dengan gaya normal.

Gesekan statis ini biasanya lebih besar daripada gesekan dinamis, yang menjelaskan mengapa lebih sulit untuk mulai mendorong furnitur berat di lantai kasar daripada terus mendorongnya setelah furnitur tersebut bergerak.

Gesekan kinetik atau dinamis

Gesekan dinamis (F d ) adalah gaya yang melawan perpindahan suatu benda yang sudah bergerak, tidak seperti gesekan statis.

Besarnya konstan, karena jumlah gaya yang diperlukan untuk mempertahankan gerak tidak berubah selama percepatannya konstan. Oleh karena itu, sama dengan koefisien gesekan dinamis, dilambangkan dengan huruf Yunani μ , dikalikan dengan gaya normal.

Perbedaan antara gesekan statis dan dinamis tidak sepenuhnya dipahami pada tingkat fisik, namun diyakini bahwa gaya statis lebih besar karena tarikan listrik dan pengelasan mikro antar permukaan diam.

Contoh gesekan

Gesekan mencegah batu tenggelam dengan cepat ke dalam air.

Contoh gesekan tidak terhitung banyaknya. Gesekan adalah gaya yang menghalangi kita untuk memindahkan furnitur lama dengan mendorongnya dengan kekuatan kita. Gaya inilah yang akan membuat batu pipih yang kita lempar ke samping di permukaan air berhenti dan melompat.

Gaya gesek adalah yang digunakan rem untuk menjaga mobil tetap pada tempatnya ketika kita memarkirnya di tanjakan yang curam, dan gaya ini juga merupakan gaya yang sama, jika kita menginjak rem saat mengendarai mobil yang sama dengan kecepatan tinggi, akan mengurangi kecepatan dan perpindahan mobil. mobil mengatasi inersia.

Contoh umum lainnya dari gesekan berkaitan dengan panas yang dihasilkan oleh gesekan, seperti yang terjadi ketika kita menyalakan api dengan menggosokkan dua batang kayu satu sama lain, atau ketika kita mengalami luka bakar akibat gesekan tali dalam gerakan tiba-tiba ketika kita berpegangan. itu di tangan kita.

Lanjutkan dengan: Hukum Newton

Aplikasi Gesekan dalam Kehidupan Sehari-Hari dan Teknologi

  1. Transportasi:
    • Gesekan antara ban dan jalan memungkinkan kendaraan untuk bergerak dan berhenti. Gesekan yang cukup diperlukan untuk kontrol yang baik, sementara gesekan yang berlebihan dapat menyebabkan keausan ban.
  2. Peralatan Mekanik:
    • Gesekan dalam mesin dapat menyebabkan keausan dan kehilangan energi sebagai panas. Oleh karena itu, pelumas sering digunakan untuk mengurangi gesekan dan memperpanjang umur komponen mesin.
  3. Olahraga:
    • Dalam olahraga seperti sepak bola, gesekan antara sepatu dan permukaan bermain memungkinkan pemain untuk berlari dan mengubah arah dengan cepat. Di sisi lain, pemain ski menginginkan gesekan minimal antara ski dan salju.
  4. Rem Kendaraan:
    • Rem kendaraan bekerja berdasarkan prinsip gesekan. Ketika rem diaplikasikan, bantalan rem menekan rotor atau drum, menciptakan gesekan yang memperlambat dan menghentikan kendaraan.
  5. Gesekan dalam Elektronik:
    • Gesekan pada skala mikro dan nano, seperti dalam hard disk drive dan perangkat MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), mempengaruhi kinerja dan daya tahan perangkat.
  6. Penerbangan:
    • Gesekan udara (drag) mempengaruhi desain pesawat terbang. Desain aerodinamis dikembangkan untuk meminimalkan gesekan dan meningkatkan efisiensi bahan bakar.

Referensi

  1. Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics. Wiley.
  2. Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2013). Physics for Scientists and Engineers. Cengage Learning.
  3. Young, H. D., & Freedman, R. A. (2012). University Physics with Modern Physics. Pearson.
  4. Hibbeler, R. C. (2013). Engineering Mechanics: Dynamics. Pearson.
  5. Szeri, A. Z. (2010). Tribology: Friction, Lubrication, and Wear. Hemisphere Publishing Corporation.
  • “Gesekan” di Wikipedia.
  • “Apa yang dimaksud dengan gaya gesekan atau gesekan” (video) di Educatina.
  • “Apa itu gesekan?” di Akademi Khan.
  • “Fisika – Apa itu gesekan?” (video) di Jangan Hafal.
  • “Apa itu gesekan?” tentang Sains Langsung.
  • “Apa itu gesekan?” di BBC Bitesize.
  • “Gesekan (fisika)” dalam The Encyclopaedia Britannica.

FAQs tentang Gesekan

1. Apa itu gesekan?

Gesekan adalah gaya yang terjadi ketika dua benda saling bersentuhan dan bergerak satu sama lain. Gaya gesekan ini muncul akibat adanya interaksi antara permukaan benda-benda tersebut.

2. Apa yang menyebabkan terjadinya gesekan?

Gesekan terjadi karena adanya gaya tarik-menarik antara permukaan benda-benda yang bersentuhan. Gaya ini muncul akibat adanya ketidakrataan permukaan dan gaya elektrostatis antara partikel-partikel di permukaan benda.

3. Apa yang mempengaruhi besar kecilnya gaya gesekan?

Besar kecilnya gaya gesekan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

  • Tekstur permukaan: Permukaan yang lebih kasar atau tidak rata akan menghasilkan gaya gesekan yang lebih besar.
  • Tekanan kontak: Semakin besar tekanan yang diberikan pada permukaan, semakin besar gaya gesekan yang dihasilkan.
  • Jenis material: Jenis material yang bersentuhan juga memengaruhi gaya gesekan. Misalnya, permukaan logam biasanya memiliki gaya gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan permukaan kayu.

4. Apa perbedaan antara gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetik?

Perbedaan antara gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetik adalah:

  • Gaya gesekan statis: Gaya gesekan statis terjadi ketika dua benda saling bersentuhan dan satu atau kedua benda sedang dalam keadaan diam. Gaya gesekan statis ini harus diatasi dengan gaya yang cukup besar agar benda-benda dapat bergerak.
  • Gaya gesekan kinetik: Gaya gesekan kinetik terjadi ketika dua benda saling bersentuhan dan salah satu atau kedua benda sedang bergerak. Gaya gesekan kinetik ini bertindak sebagai hambatan terhadap gerakan benda.

5. Bagaimana cara mengurangi gaya gesekan?

Beberapa cara untuk mengurangi gaya gesekan antara dua benda adalah:

  • Menggunakan pelumas: Pelumas seperti minyak, lemak, atau silikon dapat mengurangi gaya gesekan antara permukaan benda.
  • Menghaluskan permukaan: Dengan menghaluskan permukaan benda, gaya gesekan dapat dikurangi karena ketidakrataan permukaan berkurang.
  • Mengurangi tekanan kontak: Dengan mengurangi tekanan yang diberikan pada permukaan, gaya gesekan dapat berkurang.

6. Apa aplikasi gesekan dalam kehidupan sehari-hari?

Gesekan memiliki beragam aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

  • Penggunaan karet pada ban mobil untuk memberikan gesekan yang cukup agar mobil tidak selip.
  • Penggunaan rem pada kendaraan untuk menghentikan gerakan kendaraan dengan menghasilkan gaya gesekan antara rem dan cakram atau drum.
  • Penggunaan kunci baut dan sekrup untuk menghasilkan gaya gesekan agar benda terikat dengan kuat.
  • Penggunaan kertas amplas untuk menghaluskan permukaan benda dengan menghasilkan gaya gesekan yang cukup.
  • Penggunaan kancing pada pakaian untuk menjaga agar pakaian tetap terikat dengan menghasilkan gaya gesekan.