Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas tentang gaya gesek dalam konteks dinamika. Gaya gesek adalah gaya tahan yang diberikan oleh permukaan terhadap benda yang bergerak di atasnya. Terdapat dua jenis gaya gesek, yaitu gaya gesek statis yang bekerja saat benda diam dan gaya gesek kinetis yang bekerja saat benda bergerak. Nilai gaya gesek statis bervariasi dari nol hingga nilai maksimum, sedangkan gaya gesek kinetis memiliki nilai tetap. Sifat-sifat gaya gesek, seperti ketika gaya eksternal lebih kecil dari gaya gesek statis maksimum maka benda tetap diam, dan ketika gaya eksternal lebih besar maka benda bergerak dengan gaya gesek kinetis. Penjelasan ini penting dalam memahami hukum Newton terkait dinamika.

Sebelum kita masuk ke beberapa permasalahan tentang dinamika, tentu saja soalnya akan banyak sekali jenisnya,

kita akan membahas sedikit lebih dalam tentang salah satu gaya khusus yang kemarin kita perkenalkan, yaitu gaya gesek.

Seperti definisi yang kita sudah ceritakan pada video sebelumnya, gaya gesek itu pada dasarnya adalah gaya tahan yang diberikan oleh permukaan.

Jadi jika benda yang kita tinjau geraknya berinteraksi dengan sebuah permukaan,

baik itu permukaan benda lain ataupun permukaan lantai atau meja apapun yang tidak kita tinjau koesien geraknya,

selain permukaan tersebut memberikan gaya normal karena kontaknya yang tegak lurus dengan permukaan,

jika kita bicara permukaan yang kita sebut permukaan kasar atau dia memiliki koesien gesek tertentu,

dia akan memberikan gaya tahan kepada benda yang bergerak.

Jadi seperti yang sekali lagi kita ingatkan ketika kita memperkenalkan gaya gesek,

jika suatu benda bergerak di atas sebuah permukaan yang kasar dengan memiliki koesien gesek tertentu,

maka permukaan tersebut akan memberikan gaya tahan yang arahnya akan selalu melawan arah gerak dari suatu benda.

Kalau kita bicara soal melawan arah gerak, artinya dia melawan resultan gaya yang dialami oleh benda yang kita tinjau.

Dari jenisnya, gaya gesek memiliki dua jenis, yang pertama adalah gaya gesek statis,

atau biasanya kita beri simbol F kecil S dan gaya gesek kinetis atau kinetik.

Dari namanya saja secara literal, perbedaan dari gaya gesek statis dan kinetis itu berasal pada bagaimana atau kapan dia bekerja.

Gaya gesek statis itu bekerja ketika bendanya diam atau belum bergerak.

Sehingga yang membuat suatu benda bisa bergerak secara translasi, pada suatu permukaan,

itu karena gaya eksternal yang diberikan pada benda itu melawan gaya gesek statis yang dialami oleh benda tersebut karena interaksinya dengan permukaan.

Oleh karena itu, besar gaya gesek statis itu bervariasi dari 0, 0 mungkin sebenarnya batas trivial, artinya permukaannya tidak kasar sama sekali,

Dimana nilai maksimum dari gaya gesek statis itu akan sebanding dengan koefisien gesek statis

dikalikan dengan gaya normal yang diberikan oleh permukaan yang ditempatkan oleh suatu benda.

Sedangkan setelah gaya eksternal atau gaya lain gaya gesek menelebihi gaya gesek statis maksimum,

maka keadaan benda itu berubah atau kesimpulannya sebenarnya benda tersebut tidak diam tapi benda tersebut bergerak.

Sehingga ketika sudah bergerak, gaya geseknya berubah menjadi gaya gesek kinetis.

Dimana secara rata-rata nilai gaya gesek kinetis itu tidak berubah sepanjang benda melalui permukaan yang koefisien geseknya sama.

Sehingga nilai gaya gesek kinetis akan sama dengan koefisien gesek kinetis dikalikan dengan n.

Perbedaannya adalah gaya gesek statis bisa berubah nilainya berbeda-beda bervariasi bergantung pada gaya eksternal yang diberikan oleh benda.

Sedangkan kalau kinetik dia akan punya nilai yang sama.

Sifat-sifat gaya gesek yang perlu sekali kita perhatikan saat kita memahami soal dinamika menurut hukum Newton ini adalah

Sifat pertama gaya gesek jika F lebih kecil dibanding gaya gesek statis maksimum.

Maka kita bisa sebut keadaan ini akan membuat benda tidak bergerak sama sekali atau benda kita sebut diam.

Jadi arti dari benda diam ketika diberi gaya eksternal itu adalah karena gaya eksternal sejajar dengan permukaan itu besarnya tidak melebihi gaya gesek statis maksimum.

Sehingga kita bisa simpulkan bahwa benda itu akan tetap diam walaupun ditarik dengan gaya F.

Dan gaya gesek yang bekerja tentu saja kembali ke hukum satu.

Kalau bendanya diam atau keadanya tidak berubah maka resultan gaya sama dengan nol.

Sehingga kesimpulannya gaya gesek statis maksimum itu pasti akan sama dengan gaya eksternal yang diberikan.

Karena jika lebih besar atau lebih kecil maka resultan gaya tidak sama dengan nol.

Itu adalah sifat pertama yang menunjukkan bahwa nilai gaya gesek statis itu bervariasi dari nol sampai nilai gesek statis maksimum.

Jika gaya eksternal yang diberikan tepat sama dengan gaya gesek statis maksimum.

Maka benda tersebut tetap diam tapi kita sebut dia berada pada keadaan tepat akan bergerak.

Dia diam tidak bergerak tapi keadaan saat gaya F eksternal yang sejajar dengan permukaan

sama persis besarnya dengan gaya gesek statis maksimum maka kita sebut tepat akan bergerak.

Sehingga gaya geseknya akan sama dengan gaya gesek statis maksimum yang besarnya adalah nil S dikalikan dengan N.

Namun untuk sifat yang ketiga selanjutnya jika gaya eksternal, resultan gaya eksternal selain gaya gesek itu nilainya lebih besar

dibandingkan gaya gesek statis maksimum maka kita sebut benda tersebut bergerak.

Karena benda tersebut sudah bergerak maka gaya gesek yang bekerja sudah bukan lagi gaya gesek statis tapi gaya gesek kinetis.

Karena dia bergerak otomatis dia akan punya percepatan menurut hukum Newton kedua.

Sehingga kalau kita tinjau dengan menggunakan hukum Newton kedua kita tinjau sumbu Y.

Kita anggap tidak ada pergerakan ke sumbu Y sehingga FY sama dengan nol.

Kita akan dapatkan besar gaya normal akan sama dengan masa dikalikan gravitasi atau sama dengan gaya gravitasi ke bawah.

Sehingga kita substitusi ke persamaan yang arah X gayanya jadi FX sama dengan M kali AX.

Sehingga kalau kita substitusi F dikurangi dengan FK karena FK akan selalu berkebalikan dengan gaya.

Dan kita akan mendapatkan ekspresi dari A.

F disini pada penjelasan kali ini saya hanya memakai satu F saja.

Tapi maksud dari F disini adalah resultant gaya.

Jadi misalkan benda yang kita lihat ini mengalami gaya lebih dari satu yang sejajar dengan permukaan.

Selama resultant gayanya itu memenuhi setiap sifat maka kita bisa treatment sama dengan apakah dia bergabung dengan satu gaya saja.

Untuk lebih jelasnya mungkin setelah video ini kita akan melihat satu soal dinamika dengan dua balok dan satu tali.

Kita akan melihat perbedaan bagaimana ketika satu sistem tersebut berada pada sistem dengan lantai yang licin atau tidak memiliki gaya gesek yang terjadi.

Dan ketika sistem yang sama berada pada permukaan yang memiliki lantai yang kasar.