Hukum Newton dan Gaya Gesek

Gaya Gesek pada bidang horisontal

Saat benda diberi gaya F, ketinggian benda tetap nol, h = 0 dan percepatan arah vertikal sama dengan nol a= 0, maka jumlah gaya-gaya pada arah vertikal sama dengan nol,

∑ F  =  0
N - W = 0
N = W

karena :

W = mg 

maka :

N = mg

Keterangan :

N = gaya normal (Newton)
W = gaya berat (Newton)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

Saat benda diberi gaya F, jarak tempuh benda berubah atau  St > 0 dan percepatan arah horisontal tidak sama dengan nol, maka jumlah gaya-gaya pada arah horisontal sama dengan massa (m) kali percepatan (a)

∑ F  =  ma
F - f  =  ma

karena gaya gesek :

f = µN = µmg

maka :

F - µmg = ma

Keterangan :

f = gaya gesek (N)
F = gaya penggerak benda (N)
m = massa benda (kg)

Gaya Gesek pada bidang miring

Benda diletakan pada bidang miring dengan sudut θ seperti pada gambar di atas. Karena benda dipengaruhi gravitasi maka gaya berat W sin θ yang menyebabkan benda menuruni bidang miring dan gaya berat W cos θ yang mempertahankan benda untuk tetap menempel pada bidang miring, sedangkan gaya gesek f yang menahan benda untuk tidak turun.

Untuk mengetahui apakah benda bergerak turun tergantung pada sudut dan besar gaya yang bekerja, berdasarkan gambar di atas dapat diturunkan persamaan berikut:

Pada arah gaya N dan W cos θ yang tegak lurus bidang miring berlaku :
N = W cos θ
N = mg cos θ

Pada arah sejajar bidang miring, benda bergerak dengan percepatan tertentu.

∑ F = ma
W sin θ - f = ma
mg sin θ - f = ma
mg sin θ bernilai positif karena searah dengan gerakan benda
f bernilai negatif karena berlawanan dengan arah gerakan benda

karena:

 f  = µN = µmg cos θ

maka :

mg sin θ - µmg cos θ  =  ma