▷ Koefisien gesekan (atau koefisien gesekan)

Artikel ini menjelaskan apa itu koefisien gesekan (atau koefisien gesekan) dalam fisika. Jadi, Anda akan mengetahui cara menghitung koefisien gesekan, apa saja jenis koefisien gesekan, dan, sebagai tambahan, latihan yang diselesaikan langkah demi langkah.

Berapa koefisien gesekannya?

Koefisien gesekan , disebut juga koefisien gesekan , adalah koefisien yang menunjukkan gesekan antara permukaan dua benda ketika salah satu benda ingin bergerak di atas benda lainnya.

Jadi, koefisien gesekan digunakan untuk menghitung gaya gesekan (atau gaya gesekan), yaitu gaya yang menyulitkan suatu benda untuk bergerak terhadap benda lain. Jadi, semakin tinggi koefisien gesek maka gaya geseknya semakin besar.

Koefisien gesek merupakan koefisien yang tidak berdimensi, artinya tidak mempunyai satuan. Begitu pula dengan huruf Yunani μ yang sering digunakan sebagai simbol untuk menyatakan koefisien gesekan.

Rumus koefisien gesekan

Koefisien gesekan sama dengan perbandingan antara gaya gesekan (atau gaya gesekan) dan gaya normal. Oleh karena itu, koefisien gesekan dihitung dengan membagi gaya gesekan dengan gaya normal.

Dengan kata lain rumus koefisien gesekan adalah sebagai berikut:

$\mu=\cfrac{F_R}{N}$

Emas:

$\mu$

adalah koefisien gesekan yang tidak mempunyai satuan.
$F_R$

adalah gaya gesekan , dinyatakan dalam newton.
$N$

adalah gaya normal yang dinyatakan dalam newton.

Perlu diingat bahwa koefisien gesekan merupakan koefisien yang tidak mempunyai satuan karena dihitung dengan membagi dua besaran yang mempunyai satuan yang sama.

Koefisien gesekan statis dan dinamis

Besarnya gaya gesek bergantung pada apakah benda dalam keadaan diam atau bergerak. Misalnya, Anda mungkin mencoba menyeret benda yang sangat berat dan sulit untuk menggerakkannya pada awalnya, namun setelah Anda berhasil menggerakkan benda tersebut sedikit, akan lebih mudah untuk terus menyeret benda tersebut.

Memang secara umum gaya gesek pada saat benda diam lebih besar dibandingkan pada saat benda bergerak. Oleh karena itu ada dua jenis gaya gesekan:

Gaya gesekan statis : Ini adalah gaya gesekan yang bekerja ketika benda belum bergerak.
Gaya gesekan dinamis (atau kinetik) : ini adalah gaya gesekan yang bekerja ketika benda sudah mulai bergerak.

Jadi, ada juga dua jenis koefisien gesekan:

Koefisien gesekan statis (μ _E ) : digunakan untuk menghitung gaya gesekan statis. Hal ini menunjukkan adanya gesekan antara permukaan dua benda pada saat gerak belum dimulai, yaitu pada saat keduanya masih diam.
Koefisien gesekan dinamis (μ _D ) : digunakan untuk menghitung gaya gesekan dinamis. Ini menunjukkan gesekan antara permukaan dua benda ketika salah satu benda sudah meluncur di atas benda lainnya.

Selain itu, besarnya gaya gesek juga bervariasi seperti terlihat pada grafik berikut:

Gaya gesekan statis sama dengan gaya yang diterapkan untuk mencoba menggerakkan benda tetapi arahnya berlawanan. Nilai maksimumnya merupakan hasil kali antara koefisien gesekan statis dan gaya normal. Ketika gaya yang diberikan melebihi nilai ini, benda mulai bergerak.

Jadi, ketika benda sudah bergerak, gaya gesekan dinamis mempunyai nilai konstan yang setara dengan hasil kali antara koefisien gesekan dinamis dan gaya normal, berapa pun nilai gaya yang diterapkan. Selain itu, nilai ini sedikit lebih rendah dari nilai maksimum gaya gesek statis.

Kesimpulannya, koefisien gesek statis lebih besar dibandingkan koefisien gesek dinamis. Oleh karena itu, lebih sulit untuk mulai menggerakkan suatu benda daripada menggerakkannya ketika gerakan sudah dimulai.

Nilai koefisien gesekan

Pada tabel berikut Anda dapat melihat beberapa nilai umum koefisien gesekan statis dan koefisien gesekan dinamis:

Permukaan kontak	Koefisien gesekan statis (μ _e )	Koefisien gesekan dinamis ( _μd )
tembaga pada baja	0,53	0,36
baja di atas baja	0,74	0,57
aluminium pada baja	0,61	0,47
karet pada semen	1	0,8
kayu di atas kayu	0,25-0,5	0,2
Kayu di atas kulit	0,5	0,4
Teflon di atas Teflon	0,04	0,04

Perlu diingat bahwa nilai-nilai ini dapat bervariasi karena bergantung pada banyak faktor seperti kekasaran permukaan, suhu, kecepatan relatif antar permukaan, dll.

Masalah Koefisien Gesekan Terselesaikan

Latihan 1

Kita bermaksud untuk memindahkan sebuah balok bermassa m=12 kg pada permukaan datar dan balok tersebut mulai bergerak ketika gaya sebesar 35 N diberikan. Berapakah koefisien gesekan statik antara tanah dan balok? Data: g=10 m/s ² .

memecahkan masalah koefisien gesekan statis

Lihat solusinya

Pertama, kita buat grafik semua gaya yang bekerja pada balok:

menyelesaikan latihan koefisien gesekan statis atau koefisien gesekan statis

Dalam situasi batas kesetimbangan, dua persamaan berikut diverifikasi:

$N=P$

$F_R=F$

Jadi gaya gesekan akan setara dengan gaya horizontal yang diterapkan pada benda:

$F_R=F=35 \ N$

Sebaliknya, kita dapat menghitung nilai gaya normal dengan menggunakan rumus gaya berat:

$\begin{array}{l}N=P\\[3ex] N=m\cdot g\\[3ex] N=12\cdot 10 \\[3ex] N=120 \ N\end{array }$

Terakhir, setelah kita mengetahui nilai gaya gesekan dan gaya normal, kita menerapkan rumus koefisien gesekan statis untuk menentukan nilainya:

$\mu_e=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{35}{120}=0.29$

Latihan 2

Sebuah benda bermassa m=6 kg kita letakkan di puncak bidang miring 45º. Jika benda meluncur pada bidang miring dengan percepatan 4 m/s ² , berapakah koefisien gesekan dinamis antara permukaan bidang miring dengan permukaan benda? Data: g=10 m/s ² .

masalah koefisien gesekan atau gesekan dinamis

Lihat solusinya

Hal pertama yang perlu kita lakukan untuk menyelesaikan masalah fisika mengenai dinamika adalah menggambar diagram benda bebas. Jadi, gaya-gaya yang bekerja pada sistem tersebut adalah:

menyelesaikan latihan koefisien gesekan atau gesekan dinamis

Pada arah sumbu 1 (sejajar bidang miring) benda mengalami percepatan, namun pada arah sumbu 2 (tegak lurus bidang miring) benda diam. Dari informasi ini, kami mengusulkan persamaan gaya-gaya sistem:

$P_1-F_R=m\cdot a$

$P_2-N=0$

Jadi, kita dapat menghitung gaya normal dari persamaan kedua:

$\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}$

Sebaliknya, kita menghitung nilai gaya gesekan (atau gaya gesekan) dari persamaan pertama yang disajikan:

$\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}$

Dan setelah kita mengetahui nilai gaya normal dan gaya gesekan, kita dapat menentukan koefisien gesekan dinamis menggunakan rumus yang sesuai:

$\mu_d=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{18.43}{43.43}=\bm{0.42}$