Ada tiga besaran yang harus kamu mengerti ketika membahas tentang dinamika gerak yaitu tentang gaya normal, gaya berat dan gaya gesek yang tentu selain tentang hukum Newton 1, 2 dan 3 yang tak kalah pentingnya pula.
Gaya normal, gaya berat dan gaya gesek bisa saja berbeda disetiap keadaan, misalnya pada bidang datar, bidang miring, bidangnya licin, bidangnya kasar atau pada daerah yang memiliki medan gravitasi bumi yang besarnya berbeda.
Selain itu, besarnya gaya normal, gaya berat dan gaya gesek juga mampu mempengaruhi gerak benda, entah itu mempercepat atau memperlambat.
Gaya Normal dan Gaya Berat
Apasih gaya normal dan gaya berat itu?. Setiap benda memiliki massa dengan nilai tertentu. Nah, jika benda berada di permukaan bumi, maka gaya gravitasi akan menarik benda tersebut menuju inti bumi. Oleh karena itu kita bisa melihat buah mangga jatuh dari pohonnya atau batu yang kita lempar ke atas akan jatuh ke bumi.
Coba perhatikan kubus berikut ini.
Kubus yang memiliki massa m berada di bidang datar. Gaya berat bumi menarik kubus tersebut menuju ke dalam inti massa bumi dengan besar:
w = m.g
Dimana, g merupakan percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s2.
Akan tetapi bidang datar tersebut menahannya sehingga kubus tidak masuk ke dalam tanah sebagai akibat adanya Hukum Newton 3 yaitu jika ada gaya aksi, maka akan muncul gaya reaksi yang arahnya berlawanan namun besarnya sama.
Kok tahu besarnya sama? karena kubus dalam bidang datar di atas diam, tidak masuk ke tanah atau terbang ke atas. Darisini maka;
faksi = freaksi
Dimana, faksi merupakan gaya berat, maka akan muncul freaksi yang kita namakan sebagai gaya normal.
Anda yang harus kita pahami, bahwa arah gaya berat selalu menuju inti bumi sedangkan gaya normal selalu tegak lurus terhadap bidangnya. Lihatlah gambar pada bidang miring dan bidang tegak lurus di atas.
Gaya Normal, Gaya Berat dan Gaya Gesek
Lalu bagaimana hubungan antara Gaya Normal, Gaya Berat dan Gaya Gesek itu?.
Coba bayangkan tentang kekasaran permukaan lantai. Jika kamu memberi dorongan pada benda yang tingkat kekasarannya besar, maka benda tidak akan bergerak lebih jauh dari benda yang kamu dorong pada permukaan lantai yang licin.
Artinya apa? artinya ada gesekan antara permukaan benda dengan permukaan lantai. Inilah yang kemudian kita namakan sebagai gaya gesek. Semakin licin permukaan bidang, maka gaya geseknya akan semakin kecil.
Cobalah lakukan percobaan sederhana ini yaitu dengan mendorong meja di rumahmu. Doronglah meja dengan gaya yang kecil kemudian perlahan-lahan dorongannya kamu perbesar. Rasakan dan lihat apa yang terjadi.
Dari percobaan tersebut, kamu akan mendapati bahwa pada dorongan yang kecil meja tidak bergerak sama sekali. Hingga akhirnya ketika dorongannya kamu perbesar, maka pada besar dorongan tertentu meja baru akan mulai bergerak. Itu artinya, dibutuhkan besar gaya minimum untuk dapat menggerakkan benda dari keadaan diam.
Hal ini sesuai dengan konsep hukum Newton I yaitu bila benda dalam keadaan diam, maka resultan (jumlah) gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Dengan kata lain, doronganmu adalah gaya dorong sedangkan gaya gesek (dengan besar yang sama) yang berlawanan arah telah “meredam” doronganmu itu sehingga meja tetap diam ditempat.
Adanya gaya gesek ini dapat kamu lihat ketika kamu mendorong meja hingga bergerak, kemudian sesaat setelah doronganmu dilepas, maka meja yang tadinya bergerak akan kembali diam.
Gaya gesek ini sifatnya akan mengurangi kecepatan gerak benda, itu artinya arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Nah, perhatikanlah gambar di bawah ini.
Ketika benda tetap dalam keadaan diam saat diberi gaya, maka berlaku
fGesek = F
Ketika benda akan mulai bergerak, maka
fGesek = F
N.µS = F
dengan N adalah gaya normal, F merupakan gaya dorong/tarik dan µS merupakan koefisien gesekan statis. Dari persamaan di atas kita jadi mengetahui bahwa jika nilai gaya dorong/tarik besarnya sama atau kurang dari gaya gesek, maka benda akan tetap diam.
Baca juga: Contoh soal hukum Newton
Jika gaya F lebih besar daripada gaya gesek, maka benda akan bergerak dan berlaku persamaan:
fGesek = F
N.µK = F
dengan µK merupakan koefisien gesek kinetik. Dimana nilai µKinetik > µStatis ,nah inilah alasannya mengapa kita merasakan lebih berat ketika mendorong benda dari keadaam diam daripada mendorong benda yang sedang bergerak.
Nah, demikianlah hubungan antara gaya normal, gaya berat dan gaya gesek yang harus ita pahami.
Daftar Pustaka:
Handayani, Sri dan Ari Damari. 2009. Fisika 1. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Sripudin, Aip, DKK. 2009. Praktis Belajar Fisika 1. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
