Soal Gaya Gesek di Bidang Datar

1. Sebuah kotak bermassa 4 kg diatas lantai mendatar, koefisien gesek statik dan kinetik antara kotak dan lantai masing masing 0,4 dan 0,2 (g=10 m/s²). Tentukan besar gaya gesek dan percepatan yang terjadi pada kotak jika kotak ditarik dgn gaya 12 N! 

Pembahasan :

Massa, m = 4 kg 

Koefisien gesek statik, μ_s = 0,4 

Koefisien gesek kinetik, μ_k = 0,2 

Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Gaya, F = 12 N

 

Gaya gesek adalah gaya yang menimbulkan hambatan ketika dua permukaan benda saling bersentuhan. Besar atau kecilnya gaya gesek bergantung pada permukaan bendanya. Semakin kasar permukaan benda, maka akan semakin besar gaya geseknya. Demikian sebaliknya, jika permukaan bendanya halus, maka gaya gesekan yang terjadi akan semakin kecil.

 

Persamaan gaya gesek 

fg = μ . N 

 

Gaya gesek statis dapat dihitung sebagai berikut.

fg_s = μ_s . N 

fg_s = μ_s . m . g 

fg_s = 0,4 . 4 . 10 

fg_s = 16 N 

 

Jika gaya gesek yang bekerja F < fg_s maka benda masih dalam keadaan diam, sehingga gaya gesek bernilai 16 N.

2. Sebuah kotak bermassa 4 kg diatas lantai mendatar, koefisien gesek statik dan kinetik antara kotak dan lantai masing masing 0,4 dan 0,2 (g=10 m/s²). Tentukan besar gaya gesek dan percepatan yang terjadi pada kotak jika kotak ditarik dgn gaya 16 N! 

Pembahasan :

Massa, m = 4 kg 

Koefisien gesek statik, μ_s = 0,4 

Koefisien gesek kinetik, μ_k = 0,2 

Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Gaya, F = 12 N

  

Gaya gesek statis dapat dihitung sebagai berikut.

fg_s = μ_s . N 

fg_s = μ_s . m . g 

fg_s = 0,4 . 4 . 10 

fg_s = 16 N 

Jika gaya gesek yang bekerja F = fg_s maka benda masih dalam keadaan diam atau tepat akan bergerak, sehingga gaya gesek bernilai 16 N.

3. Sebuah kotak bermassa 4 kg diatas lantai mendatar, koefisien gesek statik dan kinetik antara kotak dan lantai masing masing 0,4 dan 0,2 (g=10 m/s²). Tentukan besar gaya gesek dan percepatan yang terjadi pada kotak jika kotak ditarik dgn gaya 18 N! 

Pembahasan :

Massa, m = 4 kg 

Koefisien gesek statik, μ_s = 0,4 

Koefisien gesek kinetik, μ_k = 0,2 

Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Gaya, F = 12 N

  

Gaya gesek statis dapat dihitung sebagai berikut.

fg_s = μ_s . N 

fg_s = μ_s . m . g 

fg_s = 0,4 . 4 . 10 

fg_s = 16 N 

Gaya gesek kinetis dapat dihitung sebagai berikut.

f_k = μ_k . N 

f_k = μ_k . m . g 

f_k = 0,2 . 4 . 10 

f_k = 8 N 

 

Jika gaya gesek yang bekerja F > f_s berati benda bergerak/kinetis, sehingga gaya gesek bernilai 8 N. 

4. Perhatikan gambar berikut.

Pembahasan :

Massa m = 20 kg

Gaya tarik F = 160 N

Koefisien gesek statis μ_s = 0,6

Koefisien gesek kinetis μ_k = 0,3

 

Kemudian, untuk mengetahui benda bergerak atau tidak, perlu tau konsepnya/rumusan.

Gaya gesek adalah gaya yang menimbulkan hambatan ketika dua permukaan benda saling bersentuhan. Besar atau kecilnya gaya gesek bergantung pada permukaan bendanya. Semakin kasar permukaan benda, maka akan semakin besar gaya geseknya. Demikian sebaliknya, jika permukaan bendanya halus, maka gaya gesekan yang terjadi akan semakin kecil.

 

Persamaan gaya gesek 

fg = μ . N 

 

Gaya gesek statis dapat dihitung sebagai berikut.

fg_s = μ_s . N 

fg_s = μ_s . m . g 

fg_s = 0,6 . 20 . 10 

fg_s = 120 N

 

Gaya gesek kinetis dapat dihitung sebagai berikut.

f_k = μ_k . N 

f_k = μ_k . m . g 

f_k = 0,3 . 20 . 10 

f_k = 60 N 

 

Jika gaya gesek yang bekerja F > f_s berati benda bergerak/kinetis, sehingga gaya gesek bernilai 60 N.

5. Perhatikan gambar berikut.

Pembahasan :

Massa m = 10 kg

Gaya tarik F = 100 N

Sudut θ = 30°

Koefisien gesek statis μ_s = 0,5

Koefisien gesek kinetis μ_k = 0,4

 

Persamaan gaya gesek: 

fg = μ . N 

 

Untuk mencari gaya normal, maka tinjau gaya dari sumbu-y dengan menggunakan Hukum I Newton

Σ F_y = 0

F sin 30° + N - w = 0

100 (0,5) + N - 10(10) = 0

N = 50 N

 

Gaya gesek statis dapat dihitung sebagai berikut.

fg_s = μ_s . N 

fg_s = 0,5 . 50  

fg_s = 25N

 

Gaya gesek kinetis dapat dihitung sebagai berikut.

f_k = μ_k . N 

f_k = 0,4 . 50

f_k = 20 N 

 

Jika gaya gesek yang bekerja F > f_s berati benda bergerak/kinetis, sehingga gaya gesek bernilai 20 N.  

 

Selanjutnya, dapat dicari nilai percepatan benda dengan menggunakan Hukum II Newton.

Σ F = m . a

F - f_k = m . a

100 - 20 = 10 . a

a = 8 m/s²

Share :