fisika gaya gesek

MATERI SINGKAT TENTANG GAYA GESEK BESERTA CONTOH SOAL KELAS X

SEMESTER II

Mata Pelajaran  : Fisika

Tanggal : 04 Januari 2017

Gaya gesek (N) adalah gaya yang melawan arah gerak benda, harus terjadi pada dua benda.

Contoh: - mendorong peti pada lantai

-         Semakin kasar permukaan, semakin besar aya gesek

1.     Gaya gesek yang merugikan

a)     Gesekan pada kontak dua roda gigi

b)    Gesekan antara poros yang bergerak dengan bantalannya

c)     Gesekan antara torak (piston) dengan silinder

2.     Gaya gesek yang menggantungkan

a)     Gesekan antara telapak kaki dengan lantai pada waktu orang berjalan

b)    Gesekan antara roda kendaraan dengan jalan

c)     Gesekan pada sistem rem

d)    Gesekan antara mesin gerindra dengan perkakas yang diasah

Gaya gesek ada dua macam:

1.     Gaya gesek statis (f_s)

2.     Gaya gesek kinetis (f_k)

Gaya gesekan statis terjadi pada benda yang diam, sedangkan gesekan kinetis terjadi pada benda yang bergerak.

a.     Sebuah balok diletakkan pada lantai maka gaya yang bekerja adalah gaya norml (N=W)

b.     Pada balok diberi gaya F. Balok  masih diam, gaya geseknya disebut gaya gesek statis.

c.      Bila gaya F diperbesar balok sesaat akan bergerak, gaya geseknya masih statis

d.     Ketika balok sudah bergerak, gaya gesek yang timbul gaya gesek kinetik.

Gaya gesek kinetik lebih kecil dari pada gaya gesek statis.

Rumus:

F = µ . N                       

f_{s =} µ_{s. N}

f_k = µ_k . N

Keterangan: 

µ = koefisien gesekan ( 0 sd 1 ) ( 0 ≥ µ ≥ 1)

µ_k = koefisien gesekan kinetik

µ_s = koefisien gesekan statis

N = gaya normal (N)

Jika µ = 0, permukaaan licin sempurna

       µ = 1, permukaan sangat kasar

a = F / m

a = F-f / m

Keterangan:

a = percepatan (m/s²)              F = gaya

f = massa ( kg )

Contoh Soal 6.2

          Sebuah balok kayu diletakkan pada meja. Massa balok 5 kg, percepatan gravitasi 10 m/s², koefisien gesekan antara balok dan meja µ_k= 0,2 dan µ_s = 0,4. Tentukan gesekan dan percepatan balok jika besar gaya tarik F

a.     10 N           c. 30 N

b.     20 N

Penyelesaian

Diketahui:

m = 5 kg               µ_k = 0,2

g = 10 m/s²                  µs = 0,4

Ditanya : f , a ( f = 10 20, 30) ?

Jawab:

a.      Jika gaya tark F = 10 sedangkan f_sm = 20 N, makan f < f_sm . pada keadaan ini balok tidak akan bergerak/diam (a=0) dan F=f_s = 10 N

N = w = m.g

          = 5.10

          = 50

b.     Jika gaya tarik F = 20 N, sedangkan f_sm = 20 N, maka F = f_sm . pada keadaan ini tepat saat akan bergerak, berarti percepatan a = 0

Gaya statik maksimum (f_sm) adalah :

f_sm = µ_{s . N}

       = 0,4 . 50

       = 20 N

c.      Jika gaya tarik F = 30 N, f > F_sm

f_k = µ_{k . N}

    = 0,2 . 50

    = 10 N

Karena baalok bergerak, maka berlaku

a = F - f_k / m

   = 30-10 / 5

   = 4 m/s²

Contoh soal 6.3

          Sebuah benda meluncur diatas bidang miring dengan sudut 30⁰. Bila koefisien kinetis µ_k = 0,2 dan g = 10 m/s^2, berapa percepatan benda ?

Penyelesaian :

Diketahui :

0 = 30⁰             g = 10 m/s²                  sin 30⁰ = 0,5

µ_k = 0,2                                   cos 30⁰=0,866

Ditanya : a?

Jawab:

F = mg sin            30⁰ = 0,5 mg

N = mg cos           30⁰ = mg . 0,866

f_k = µ_k . N = 0,2 . mg . 0,866 = 0,173

a = F – f_k  / m

  =0,5 mg – 0,173 mg / m

  = 0,5 g – 0,173 g

  = 0,327 g

  = 0,327 . 10

  = 3,27 m/s