Penjelasan Gaya gesek dan contoh soal,
Jika kita melempar sebuah benda pada permukaan tanah, ternyata
benda yang semula bergerak akhirnya berhenti. Perubahan gerak benda tersebut disebabkan
adanya gaya dengan arah berlawanan dan arah gerak
benda. Gaya bekerja pada bidang singgung antara permukaan benda dan permukaan tanah. Gaya dinamakan gaya gesekan atau friksi yang diberi lambang dengan “ƒ”. Gaya gesekan timbul karena tidak licinnya permukaan bidang singgung antara dua permukaan benda lain. Karena tidak adanya permukaan benda yang licin sempurna walaupun tampak rata, maka menyebabkan satu permukaan benda sukar meluncur di atas permukaan benda lain. Gesekan bertambah dengan makin besarnya tekanan di kedua permukaan itu. Berarti semakin berat bendanya semakin sulit benda itu meluncur pada permukaan. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan, lakukan percobaan di bawah ini.
benda. Gaya bekerja pada bidang singgung antara permukaan benda dan permukaan tanah. Gaya dinamakan gaya gesekan atau friksi yang diberi lambang dengan “ƒ”. Gaya gesekan timbul karena tidak licinnya permukaan bidang singgung antara dua permukaan benda lain. Karena tidak adanya permukaan benda yang licin sempurna walaupun tampak rata, maka menyebabkan satu permukaan benda sukar meluncur di atas permukaan benda lain. Gesekan bertambah dengan makin besarnya tekanan di kedua permukaan itu. Berarti semakin berat bendanya semakin sulit benda itu meluncur pada permukaan. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan, lakukan percobaan di bawah ini.
Baca Juga : Kuat arus Listrik
Tentukan berat balok kayu besar dan balok kayu kecil dengan
neraca pegas. Rakitlah balok kayu besar, neraca pegas dan papan tripleks
seperti gambar di atas. Tariklah neraca pegas pada arah mendatar perlahan-lahan
sambil amati keadaan balok kayu besar. Berapakah angka yang ditunjukkan pada
neraca pegas? Isikan hasilnya pada tabel. Gantilah balok kayu besar dengan balok
kayu kecil dan ulangi kegiatan di atas. Ulangi kegiatan pada paragraf pertama,
namun letakkan plastik halus di atas papan tripleks. Isikan hasilnya pada
tabel. Adapun kolom yang dibuat pada tabel adalah: Jenis balok, Berat (N),
Bidang singgung (tripleks, plastik), Angka pada neraca pegas (N). Dari hasil
pengamatan yang Anda dapatkan, sebutkan 2 faktor yang mempengaruhi besarnya
gaya gesekan antara dua permukaan bidang singgung! Informasi Angka yang
ditunjukkan oleh neraca pegas menyatakan besar gaya gesekan statis maksimum
Koefisien Gesekan
Dari hasil percobaan
di atas ternyata pada saat balok kayu yang terletak pada papan tripleks atau
papan tripleks yang dilapisi plastik ditarik balok kayu tidak langsung bergerak.
Hal tersebut berarti selama balok kayu ditarik dengan suatu gaya pada bidang
singgung balok kayu timbul gaya gesekan yang disebut gaya gesekan statis yang
diberi lambang “ƒs” seperti tampak
pada gambar di bawah
pada gambar di bawah
Besar gaya gesekan
sebanding dengan besar tekanan di antara kedua permukaan benda. Gaya gesekan
statis dapat dinyatakan dengan persamaan
ƒs = gaya gesekan
statis N = gaya normal
μs = koefisien gesekan
statis N = W (berat benda)
Selama benda belum bergerak pada saat benda ditarik oleh gaya F
tersebut di atas maka besar gaya gesekan terus bertambah dan gaya gesekan
statis mencapai nilai maksimum pada saat benda tepat akan bergerak. Gaya
gesekan pada saat benda tepat akan bergerak disebut gaya gesekan statis
maksimum yang diberi lambang “fs(max)” yang besarnya
dapat dinyatakan dengan persamaan
Bagaimanakah jika benda dalam keadaan bergerak apakah juga
terdapat gaya gesekan?
Contoh benda yang dilempar pada suatu bidang ternyata benda yang semula
bergerak akhirnya berhenti. Hal tersebut berarti selama benda bergerak juga
timbul gaya gesekan dan gaya gesekan yang timbul dinamakan
gaya gesekan kinetis yang diberi lambang “fk” dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
ƒk = gaya gesekan
kinetis (dinamis)
μk = koefisien gesekan kinetis (dinamis)
N = gaya normal
μk = koefisien gesekan kinetis (dinamis)
N = gaya normal
Uraian di atas diperoleh pengertian bahwa koefisien gesekan
kinetis adalah koefisien gesekan yang timbul selama benda bergerak. Nilai μs > μk Diskusikan
pertanyaan-pertanyaan berikut dengan kelompok Anda! Dari kejadian pada gambar
2.1 di atas maka jika
1. nilai F < fs(max), keadaan benda ....
2. nilai F = fs(max), keadaan benda ....
3.nilai F > fs(max), keadaan benda ....
4. selama benda bergerak berlaku hukum II newton yang dapat dinyatakan dengan persamaan ....
4. selama benda bergerak berlaku hukum II newton yang dapat dinyatakan dengan persamaan ....
Contoh Soal :
Sebuah benda dengan massa 5 kg terletak di atas permukaan tanah
yang datar. Benda ditarik dengan gaya 40 N dengan arah mendatar dan ternyata tepat
akan bergerak. Jika g = 10 m/s2, berapakah
koefisien gesek statis antara bidang singgung benda dengan tanah?
Penyelesaian
Diketahui: m = 5 kg ; F = 40 N ; g = 10 m/s2
Ditanya: μs
Jawab:
Diketahui: m = 5 kg ; F = 40 N ; g = 10 m/s2
Ditanya: μs
Jawab:
N = W = m . g = 50 N
Benda tepat akan bergeser:
F = fs(max)
F = μs. N
F = fs(max)
F = μs. N
40 = μs . 50
:μs = 0,8
:μs = 0,8
Beberapa Penerapan Gaya Gesekan Dalam Kehidupan Sehari-hari
a. Benda pada bidang miring
Jika kita meletakkan benda pada bidang miring ada kemungkinan benda tersebut tetap dalam keadaan diam, yang berarti pada saat itu timbul gaya gesekan pada bidang singgung antara benda dan bidang miring. Gaya apa sajakah yang timbul pada sistem tersebut? Untuk itu perhatikan uraian di bawah.
Gambar 2.2 sebuah benda dengan berat W terletak pada bidang miring
Gambar 2.2 sebuah benda dengan berat W terletak pada bidang miring
dengan sudut kemiringan α. Jika gaya berat W diuraikan menjadi dua komponen didapat W sin α dan W cos α. Jika benda diam atau bergerak searah
pada bidang miring, maka N = W cos α. Dari kemungkinan keadaan benda
tersebut, jika:
dengan sudut kemiringan α. Jika gaya berat W diuraikan menjadi dua komponen didapat W sin α dan W cos α. Jika benda diam atau bergerak searah
pada bidang miring, maka N = W cos α. Dari kemungkinan keadaan benda
tersebut, jika:
• benda tepat akan bergerak maka W sin α = ƒs(max) dan ƒs(max) = μs. N
• benda bergerak maka W sin α > ƒk dan berlaku hukum II Newton:
W sin α − ƒk = m . a
ƒk = μk . N
b. Jalan datar melingkar
Gambar 2.3 di samping melukiskan sebuah kendaraan yang sedang bergerak pada tikungan jalan datar kasar dengan koefisien gesek = u. Agar kendaraan tidak slip, maka
kecepatan maksimum yang diperbolehkan pada kendaraan tersebut dapat dihitung sebagai berikut.
Keterangan:
v = Kecepatan maksimum
μ = Koefisien gesekan bidang singgung.
g = percepatan gravitasi
R = jari - jari lintasan kendaraan
c. Jalan menikung miring kasar
Gambar 2.4 di samping sebuahkendaraan yang bergerak pada jalan menikung miring kasar dengan koefisien gesek = μ. Kecepatan maksimum yang diperbolehkan untuk kendaraan tersebut agar tidak selip dapat dihitung sebagai
berikut.
berikut.
Jika persamaan (1) dibagi persamaan (2) diperoleh:
v = kecepatan maksimum yang diperbolehkan
R = jari-jari lintasan kendaraan
g = percepatan gravitasi
μ = koefisien gesekan
α = sudut kemiringan jalan terhadap bidang datar
R = jari-jari lintasan kendaraan
g = percepatan gravitasi
μ = koefisien gesekan
α = sudut kemiringan jalan terhadap bidang datar
Contoh Soal
1. Sebuah benda dengan massa 2 kg dilempar pada bidang datar dengankecepatan awal = 10 m/s. Jika benda berhenti setelah menempuh jarak 12,5 m dan g = 10 m/s2, maka tentukan:
a. besar gaya gesekan kinetis yang timbul pada bidang singgung permukaan benda dan bidang datar
b. koefisien gesekan kinetis.
b. koefisien gesekan kinetis.
Penyelesaian
Diketahui: m = 2 kg; vo = 10 m/s; vt = 0
S = 12,5 m; g = 10 m/s2
Ditanya: a. ƒk dan b. μk
Diketahui: m = 2 kg; vo = 10 m/s; vt = 0
S = 12,5 m; g = 10 m/s2
Ditanya: a. ƒk dan b. μk
nah sekian penjelasan tentang gaya gesek dan contoh soal nya, Semoga bermanfaat
sumber buku Fisika Bse
0 coment�rios