Contoh Soal Gaya Gesek

Posted on

Contoh Soal Gaya Gesek – Materi makalah pembahasan kali ini mengenai contoh soal gaya gesek beserta pengertian, macam dan contoh. Namun dipertemuan sebelumnya kami telah membahas mengenai Contoh Soal Hukum Pascal. Baiklah langsung aja mari kita simak bersama ulasan dibawah ini.

Pengertian Gaya Gesek

Contoh Soal Gaya Gesek
Contoh Soal Gaya Gesek

Gaya Gesek ialah merupakan suatu gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak benda.

Terjadinya gaya ini diakibatkan oleh adanya sentuhan benda dengan bidang lintasan dan membuat gesekan antara keduanya hingga benda bergerak.

Kemudian untuk mengetahui besar atau tidaknya suatu gaya maka hal tersebut dapat dinyatakan denagn berdasarkan kerasnya dataran dari permukaan dari kedua bidangnya yang saling menyentuh satu sama lain, maka apabila tingkat kekasarasan pada permukaan dari bidang tersebut tinggi, maka nilai dari pada gaya gesekannya akan terus semakin meningkat.

Sifat – Sifat Gaya Gesek

Gaya gesekan ini mempunyai sejumlah karakteristik merupakan sebagai pembeda terhadap sejumlah jenis gaya lainnya. Berikut ini adalah sifat umum dari gesekan. Untuk itu lihat ulasan di bawah ini:

1. Besar Gaya dipengaruhi Luas Bidang

Untuk objek yang bergerak di udara (mis. Gerakan jatuh bebas), gaya gesek yang terdeteksi oleh objek dipengaruhi oleh area kontak objek.

Semakin besar area kontak, semakin besar gesekan dan sebaliknya.

2. Besar Gaya Tergantung Tingkat Kekasaran

Untuk objek padat yang mengalami pergerakan di atas objek tetap, maka gesekan dipengaruhi oleh kekasaran permukaan objek tangensial.

Apabila semakin pada permukaannnya dari suatu benda kasar, sudah pasti akan semakin besar gesekan dan begitupun sebaliknya.

3. menghambat gerak benda

Arah gaya gesek selalu bertentangan terhadap arah gaya eksternal yang bekerja pada objek, sehingga gaya gesekan memperlambat dari adanya suatu pergerakan objek.

Misalnya, jika gaya eksternal dibiarkan, arah gesekan benar. Begitu juga sebaliknya, apabila pada gaya eksternal ada di kanan, maka arah gaya akan mengalir ke kiri.

4. Berlawanan Arah

Kemudian Arah pada gaya gesek biasanya akan menuju ke arah yang bertentangan dengan arah pergerakan objek.

Ketika objek bergerak ke kanan, arah gaya gesek ini bergeser ke kiri. Saat objek mengalami pergerakan ke bawah, maka arah dari pada gaya gesek tersebut akan meningkat, dan seterusnya.

Macam-Macam Gaya Gesek dan Rumusnya

Gaya Gesek Statis

fs maks = μs N
Keterangan:
fs maks = Gaya gesek statis maksimum (N)
μs = Koefisien gaya gesek statis
N = Gaya normal (N)

Gaya Gesek Kinetis

fk = μk N
Keterangan:
fk = Gaya gesek kinetis (N)
μk = Koefisien gesekan kinetik
N = Gaya normal (N)

Contoh Gaya Gesek

Apabila kita perhatikan secara cermat, ada banyak contoh gesekan, yang mana ada kelebihan dan kekurangan pada gaya gesekan.

Pertimbangkan ikhtisar berikut untuk menemukan contoh gaya gesek mana yang berguna dan berbahaya:

Baca Juga :  Elastisitas Fisika

1. Contoh Gaya Gesek yang Menguntungkan

Di bawah ini terdapat sejmlah aplikasi dalam kehidupan sehari-hari menunjukkan bahwa gaya gesek bermanfaat untuk kehidupan sehari-hari, seperti misalnya:

  • Terjadinya sebuah gesekan antara rem dan cakram
  • Adanya sebuah gaya gesekan yang terjadi antara gergaji dan kayu
  • Adanya Gaya gesekan yang terjadi pada amplas dan kayu
  • Adanya sebuah gesek yang terjadi pada lantai dan kaki
  • Adanya Gaya gesekan yang terjadi pada penghapus dan tulisan

2. Contoh Gaya Gesek yang Merugikan

Bukan hanya bisa memberikan manfaat saja, melainkan gaya gesekan juga bisa menimbulkan sejumlah kerugian. Misalnya seperti berikut:

  • Adanya sebuah gesekan yang terjadi pada gear dengan rantai kendaraan
  • Adanya sebuah gesekan yang terjadi pada alas kaki dengan aspal
  • Adanya gaya gesekan yang terjadi pada benda dengan lantai
  • Adanya sebuah gesek yang terjadi pada ban dengan jalan

Contoh Soal Gaya Gesek dan Pembahasan

Contoh Soal.1

\mu_{s}
\mu_{k}
60^{o}

Ada 1 buah balok dengan berat 20 kg.kemudian balok tersebut dalam kondisi diam berdiri diatas permukaan lantai datar. Kemudian Koefisien gesekan statisnya ialah=0,4 dan juga koefisien dari pada gaya gesekan kinetis ialah=0,3.

Balok tersebut ditarik dengan gaya sebesar 60 N dan membentuk sudut  terhadap arah mendatar. Gaya gesek yang bekerja pada balok adalah ….

f_{s}
f_{s}
f_{s}
f_{k}
f_{k}

A.        = 68 N
B.        = 34 N
C.        = 17 N
D.        = 68 N
E.        = 34 N

Pembahasan:

Dari hasil ilustrasi tersebut maka, diperolehlah gambar seperti di bawah.

Bekerjanya sebuah gaya dapat dilihat dari gambar di atas.

Pada sumbu vertikal tidak ada gerak, sehingga,

\[ \Sigma Y = 0 \]

Menghitung Gaya Normal

\[ N + F \cdot sin 30^{o} - w = 0 \]
\[ N = w - F \cdot sin 30^{o} \]
\[ N = m \cdot g - F \cdot sin 30^{o} \]
\[ N = 20 kg \cdot 10 m/s^{2} - 60 \; N \cdot \frac{1}{2} \]
\[ N = 170 \; N \]

Gaya Gesek Statis

Gaya Tarik Arah Horizontal

\[ F = 60 N \cdot \frac{1}{2} \sqrt{3} \]
\[ F = 30 \sqrt{3} \; N \]
f_{s}
f_{s}

Sebab F < Jadi benda masih dalam keadaan diam. Oleh karena itu gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek statis sebesar  = 68 N.

Jawaban: A

Contoh Soal.2

Perhatikan gambar dibawah!

m/s^{2}

Jika koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja adalah 0,2 N maka percepatan sistem tersebut …. (g = 10 )

m/s^{2}
m/s^{2}
m/s^{2}
m/s^{2}

A.       10 m/8²
B.       8 
C.       6 
D.       4 
E.       2 

Pembahasan:

Bekerjanya gaya tersebut ialah sebagai berikut.

Gaya normal kotak A:

\[ F_{N} = m_{A} \cdot g \]
\[ F_{N} = 3 \; kg \cdot 10 \]
\[ F_{N} = 30 N \]

Gaya gesek kinetis yang bekerja pada kotak A:

\[ f_{k} = \mu_{k} \cdot F_{N} \]
\[ f_{k} = 0,2 \cdot 30 \]
\[ f_{k} = 6 \; N \]

Dengan didasari hukum newton, pada kotak A dapat diperoleh:

\[ \Sigma F_{A} = m_{A} \cdot a \]
\[ T - f_{k} = m_{A} \cdot a \]
\[ T = m_{A} \cdot a + f_{k} \]

Selanjutnya menggunakan  Hukum Newton II, pada kotak B dapat diperoleh:

m/s^2

Jadi, percepatan yang dialami kotak A sebesar 4  ke kanan dan kotak B ke bawah.

Contoh Soal.3  

Sebuah balok kayu diletakkan pada sebuah meja. Massa balok 4 kg, percepatan gravitasi 10 m/s 2, koefisien gesekan antara balok dan meja adalah 0,2 dan 0,4.

Menurut Analisa balok berikut apakah bergerak, maka tentukan besar gaya gesekan dan percepatan balok jika gaya tariknya: 6 N, 16 N, dan 20 N! Jawab:  

Berat balok → w = m . g = (4) (10) = 40 N Menentukan total gaya pada sumbu Y:

Mencari sebuah gaya gesek statik dengan secara maksimum: fmaksμs . N=16N maka :P(6N)< f(16N)→benda tepat tidak bergerak. Maka menghasilkan:

P(16N)=fs(16N)→benda tepat akan bergerak.
Maka : fmaks = 16 N dan a = 0

Baca Juga :  Hukum Lenz

→ Objek yang bergerak ∑ F= m . a → P – fk = m . a → a = 3 m/s2

Contoh Soal.4  

Sebuah perusahaan ekspedisi barang, baru saja menurunkan sebuah peti 500 N dari truknya.

Lalu karyawannya mengambil tali dan mengikatnya kemudian peti tersebut diseret .

Agar dapat menarik sebuah peti yang awalnya dalam kondisi diam hingga bergerak dengan tepat, maka dibutuhkan sebuah gaya tarik secara horizontal dengan 230 N.

Kemudian pada ketika peti bergerak, akan tetapi peti tersebut cuma membutuhkan sebuah gaya dengan 200 N. Lalu Berapakah hasil dari koefisien gesekan statik dan kinetik pada setiap permukaan peti dan jalan? Jawab :

Peti tepat akan bergerak :

Peti bergerak :

Koefisien gesekan statik: μ= 230/500 = 0,46 Koefisien gesekan kinetik: μk= 200/500 = 0,40  

Contoh Soal.5  

Apabila terdapat sebuah kotak yang mempunyai berat 10 kg kemudian ditarik dengan gaya 40 N hingga membentuk sudut 30° dengan panjang permukaan dari pada meja yang licin tersebut (gesekan diniarkan), tentukanlah:

a. Merupakan Percepatan pada kotak
b. Kemudian pada bagian permukaan dari balok memiliki ukuran besar gaya normal
Jawab: Berat dari pada kotak →

  Px = P cos 30° = 20 √3 py = P sin 30° = 20

Contoh Soal.6  

Dari masing- masing dua balok kayu mempunyai massa 80 kg dan 100 kg yang sisi sampingnya saling bersentuhan dan diam di atas lantai licin (gesekan diabaikan).

Lalu suatu gaya terdapat 720 N dikerjakan pada balok 80 kg. Hitunglah: a. Percepatan sistem b. Dari tiap balok yang dikerjakan terdapat gaya kontak balok lainnya Jawab :

  Berat sebuah balok 1 → N1 = W = (80) (10) = 800 N Berat sebuah balok 2 → N2 = W = (100)(10) = 1000 N Balok 1: ∑ Fx =m . a → 720 – R21 =(80) .a Balok 2: ∑ Fy =m . a → R21 = (100) . a Dimana:

Sehingga: 720 – R12 =(80)(4) → R12 = 400 N R21 = (100)(4) → R21 = 400 N  

Contoh Soal.7  

Sebuah bidang miring yang memiliki tingkat kemiringan hingga mencapai 37°(sin37°=0,6).

Kemudian ada salah seorang pemain ski yang meluncur dari keadaan diam , dengan perkiraan koefisien gaya gesekan kinetiknya hingga 0,10 tentukanlah:

a. Tingkat kecepatan dari pada pemain ski
b. Proses pergerakan yang berlangsung Bergeraknya pemain ski tersebut dengan kecepatan selama 6 s Jawab:

Komponen gaya berat: Wx = w . sin θ = m . g sin θ W= w . cos θ = m . g cos θ Ketika menggunakan sumbu Y maka pemain tersebut tidak akan megalami pergerakan , maka dengan demikian akan diberlakukan hukum Newton I:

Kemudian disumbu X, seseorang bergerak ke bawah dengan kecepatan a maka akan diberlakukan sebuah hukum Newton (II):∑Fx=m . a → wx – fk = m . a → m . g sin θ – μk. m . g cos θ = m .

a Semua ruas dibagi m: a = g sin θ – μk. m . g cos θ = 5,2 m/s2 Gunakan Rumus GLBB: v= v+ a . t = 0 + (5,2)(6) = 31,2 m/s

Apa yang dimaksud dengan Gaya Gesek?

Gaya Gesek ialah merupakan suatu gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak benda. Terjadinya gaya ini diakibatkan oleh adanya sentuhan benda dengan bidang lintasan dan membuat gesekan antara keduanya hingga benda bergerak.


Demikianlah materi pembahasan mengenai contoh soal gaya gesek kali ini, semoga artikel ini dapat bermnfaat serta dapat menambah ilmu pengetahuan kita semua.

Artikel Lainnya: