Contoh Soal Gaya Gesek Dan Pembahasan Lengkap
Gaya gesek merupakan gaya yang timbul sebagai akhir dua permukaan benda saling bersinggungan atau bersentuhan. Apabila pada sebuah benda bekerja gaya tertentu sehingga benda bergerak, maka arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek dilambangkan dengan abjad f (friction) dan mempunyai satuan Newton (N).
Dilihat dari gerakanya, gaya gesek dibedakan menjadi dua jenis yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas beberapa pola soal perihal gaya gesek benda-benda yang bergerak di bidang datar. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik klarifikasi berikut ini. Selamat berguru dan semoga sanggup paham.
Contoh Soal dan Pembahasan Gaya Gesek I
1. Sebuah balok 10 kg membisu di atas lantai datar. Koefisien goresan statis μs = 0,4 dan koefisien gesek kinetis μk = 0,3. Tentukanlah gaya goresan yang bekerja pada balok jikalau gaya luar F diberikandalam arah horizontal sebesar:
(a) 0 N
(b) 20 N
(c) 42 N
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 10 kg
μs = 0,4
μk = 0,3
g = 10 m/s2
F = 0 N, 20 N dan 42 N
Ditanyakan: f?
Jawab:
Karena pada sumbu vertikal tidak terjadi gerak, maka berdasarkan Hukum I Newton berlaku:
ΣFY = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = (10 kg)(10 m/s2)
N = 100 N
(a) Gaya gesek yang bekerja pada balok jikalau F = 0 N
Karena gaya luar F = 0, maka benda niscaya tidak bergerak sehingga gaya geseknya sama dengan nol
f = 0
Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok yaitu 0 N.
(b) Gaya gesek yang bekerja pada balok jikalau F = 20 N
fs = μsN
fs = (0,4)(100 N)
fs = 40 N
Karena F < fs maka benda masih dalam keadaan membisu (F = 20 N tidak cukup untuk menggerakkan benda). Oleh alasannya yaitu itu berlaku Hukum I Newton yaitu sebagai berikut.
ΣFX = 0
F – f = 0
f = F
f = 20 N
Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok yaitu 20 N.
(c) Gaya gesek yang bekerja pada balok jikalau F = 32 N
F = 40 N > fs = 40 N maka benda bergerak. Karena benda bergerak, maka gaya gesek yang bekerja yaitu gaya gesek kinetis yaitu sebesar:
fk = μkN
fk = (0,3)(100)
fk = 30 N
Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok yaitu 30 N.
Contoh Soal Gaya Gesek dan Pembahasan II
Sebuah balok bermassa 20 kg berada di atas lantai mendatar kasar. μs = 0,6 dan μk = 0,3. Kemudian balok ditarik gaya sebesar F mendatar. g = 10 m/s2. Tentukan gaya gesek yang dirasakan balok dan percepatan balok jika:
(a) F = 100 N
(b) F = 140 N
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 20 kg
μs = 0,6
μk = 0,3
g = 10 m/s2
F = 100 N dan 140 N
Ditanyakan: f dan a?
Jawab:
Gambar diagram gaya yang bekerja pada balok sama menyerupai pada gambar pola soal nomor 1 di atas. Gaya normal N memenuhi:
N = w = mg = (20 kg)(10 m/s2) = 200 N
Pengaruh gaya F sanggup diketahui dengan menghitung dahulu gaya gesek statis yang bekerja pada balok, yaitu sebagai berikut.
fs = μsN
fs = (0,6)(200 N)
fs = 120 N
(a) Untuk F = 100 N
Karena F < fs maka balok masih tetap membisu sehingga berlaku Hukum I Newton yaitu sebagai berikut.
ΣFX = 0
F – f = 0
f = F
f = 100 N
Karena benda diam, maka a = 0
Jadi, gaya gesek dan percepatan balok sebesar 100 N dan 0 m/s2.
(b) Untuk F = 140 N
F > fs maka balok bergerak dan gaya gesek yang bekerja yaitu gaya gesek kinetik, yaitu sebesar:
fk = μkN
fk = (0,3)(200)
fk = 60 N
Karena balok bergerak, maka berlaku Hukum II Newton yaitu sebagai berikut.
ΣFX = ma
F – fk = ma
140 – 60 = 20a
20a = 80
a = 4 m/s2
Jadi, gaya gesek dan percepatan balok yaitu 60 N dan 4 m/s2.
Contoh Soal Gaya Gesek dan Pembahasan III
Sebuah balok dengan massa 2 kg terletak di atas lantai mendatar. Balok tersebut ditarik oleh gaya 4 N ke atas membentuk sudut 60o terhadap arah mendatar. Bila percepatan gravitasi g = 10 m/s2, koefisien gesek kinetis antara balok dan lantai 0,1. Sedangkan koefisien gesek statisnya 0,2. Maka gaya gesek yang bekerja pada balok dan lantai sebesar…
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 2 kg
F = 4 N
θ = 60o
g = 10 m/s2
μk = 0,1
μs = 0,2
Ditanyakan: f?
Jawab:
■ Gaya Normal
Karena pada sumbu vertikal tidak terjadi gerak, maka berdasarkan Hukum I Newton berlaku:
ΣFY = 0
N + F sin θ – w = 0
N = w – F sin θ
N = mg – F sin θ
N = (2 kg)(10 m/s2) – (4 N)(sin 60o)
N = 20 N – (4 N)(1/2 √3)
N = 20 N – 2√3 N
N = 16,6 N
■ Gaya Gesek Statis
fs = μsN
fs = (0,2)(15,6)
fs = 3,32 N
■ Gaya Tarik
Gaya yang bekerja segaris dengan gaya gesek yaitu komponen gaya F dalam arah mendatar yaitu F cos θ. Untuk mengetahui apakah balok bergerak atau tidak, maka kita hitung komponen gaya tersebut, yaitu sebagai berikut.
FX = F cos θ
FX = (4)(cos 60o)
FX = (4)(1/2)
FX = 2 N
■ Kesimpulan
FX < fs berarti balok masih dalam keadaan diam. Oleh alasannya yaitu itu, resultan gaya dalam arah sumbu-X memenuhi Hukum I Newton, yaitu sebagai berikut.
ΣFX = 0
FX – fs = 0
fs = FX
fs = 2 N
Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok dan lantai sebesar 2 N.
( sumber : aciknadzirah.blogspot.com/search?q=contoh-soal-gaya-gesek-pada-bidang-datar )
bagaimana berdasarkan anda ? Tentu soal - soal di atas sangat membantu anda bukan ? Anda sanggup mencoba mengerjakan ulang soal yang ada di atas kemudian mencocokkan kembali tanggapan anda dengan tanggapan yang ada dalam pembahasan. Anda juga sanggup mencoba beberapa soal lain semoga meningkatkan pemahaman anda.
Sumber http://www.contohsoaljawab.com/
0 Response to "Contoh Soal Gaya Gesek Dan Pembahasan Lengkap"
Posting Komentar