Menghitung Gaya Gesek (Friksi)

Read Time:2 Minute, 54 Second

Gaya Gesek adalah gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak benda. Gaya ini terjadi karena sentuhan benda dengan bidang lintasan akan membuat gesekan antara keduanya saat benda akan mulai bergerak hingga benda bergerak. Besarnya gaya ini ditentukan berdasarkan kekasaran permukaan kedua bidang yang bersentuhan, jadi semakin kasar permukaan suatu bidang maka nilai gaya geseknya akan semakin besar.

Rumus gaya gesek pada gesekan statis berlaku persamaan:

$\boxed{F_s = F_n \cdot \mu_s}$

Rumus gaya gesek pada gesekan kinetis berlaku persamaan:

$\boxed{F_k = F_n \cdot \mu_k}$

Dimana:

F_s = gaya gesek statis
F_k = gaya gesek kinetis
F_n = gaya normal (F_n = m.g)
μ_s = koefesioen gesek statis
μ_k = koefesien gesek kinetis

Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda padat yang tidak bergerak relatif satu sama lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan dengan μ_s, dan pada umumnya lebih besar dari koefisien gesek kinetis (μ_k). Dalam praktek di heavy lift cargo transportation ini sangat berguna untuk menyederhanakan lashing pada cargo. Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplikasikan tepat sebelum benda tersebut bergerak.

Setiap gaya yang lebih kecil dari gaya gesek maksimum yang berusaha untuk menggerakkan salah satu benda akan dilawan oleh gaya gesekan yang setara dengan besar gaya tersebut namun berlawanan arah. Setiap gaya yang lebih besar dari gaya gesek maksimum akan menyebabkan gerakan terjadi. Setelah gerakan terjadi, gaya gesekan statis tidak lagi dapat digunakan untuk menggambarkan kinetika benda, sehingga digunakan gaya gesek kinetis.

Jika F ≤ F_s → benda akan diam
Jika F ≥ F_s → benda mulai bergerak

Gaya gesek kinetis (atau dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan μ_k dan pada umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama. Manfaat gaya gesik kinetis dalam heavy cargo transporation adalah untuk proses sliding atau skidding barang heavy cargo.

Contoh:
Jika diketahui sebuah Generator Engine 150 ton yang akan digeser diatas sliding rail dengan menggunakan hydraulic jack kapasitas 50 ton, hitung berapa besar gaya gesek statis jika diketahui (μs steel-steel = 0,74, dan μk = 0,57). Apakah kapasitas hydraulic jack tersebut cukup? dan bagaimana jika sliding railnya apabila diberi grease?

Jawab:
• m_generator = 150 Ton
• μ_s = 0,74 (steel to steel)
• μ_k = 0,57 (steel to steel)
• μ = 0,16 (steel to steel, greased)
• F_jacking = 490,5 kN
• θ_sudut = 2⁰

Perhitungan:
Karena F ada sudut, maka F memiliki komponen vertikal dan horizontal
• F_x = F_jacking cos θ = 490,5 kN cos 2⁰ = 17,12 kN
• F_y = F_jacking sin θ = 490,5 kN sin 2⁰ = 490,2 kN
• W = m.g = 1471,5 kN

Gaya normalnya terjadi pada arah horizontal, sehingga ∑ F_y = 0
• F_n – m.g + F_y = 0
• F_n = m.g – F_y
• F_n = 1471,5 kN − 490,2 kN = 981,3 kN
• F_s = μs . F_n = 726,16 kN
• F_k = μk . F_n = 559,34 kN
• F_s = μ . F_n = 157,01 kN
Gaya untuk menggerakkan engine = F_jacking, maka untuk bergerak F_jacking > F_s.

Kesimpulan:

Penggunakan hydraulic jack dengan total kapasitas 50 ton tidak mampu untuk mendorong atau menggeser generator engine 150 ton.
Mimimum gaya yang diperlukan untuk menggeser engine tersebut adalah 726,16 kN atau sama dengan 74,1 ton. 2 unit jacking kapasitas 50 Ton akan bisa membantu menggeser engine tersebut.
Memberi grease pada permukan sliding rail dan sliding blok akan memperkecil gaya gesek (F_s) hingga 157,01 kN. Dorongan yang diperlukan = 16,02 Ton.

About Post Author

Muh. Burhanuddin

Industrial Engineer, Specialist in Heavy Cargo Transportation and Heavy Lifting Works. Hobby in computer programming, reading and writing. No occupation except waiting for a prayer time. Ready for working as a surveyor, transport planer, or as lifting engineer.

muh.burhanuddin@live.com

https://www.alvinburhani.net