Gaya gesek

Berapakah koefisien gesek statis antara permukaan peti dengan bidang?

• 0,50

• 0,75

• 0,80

• 0,95

Answer explanation

ΣFy = 0

N – m x g x cos θ

N = m x g x cos θ = 4 x 10 x 0,8 = 32 N

ΣFX = 0

M x g x sin θ -  fx maks = 0

 Fx maks = m x g x sin θ

μs m x g x cos θ = m x g x sinθ

μs = m x g x sin θ m x g x cos θ =  sin θ cos θ = tan θ

tan 37 = 0,75

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah balok (100 kg) diluncurkan pada lereng bukit. Apabila lereng bukit dianggap rata serta memiliki μ = 0,125 sedangkan sudut lereng adalah 53º, berapakah besar gaya geseknya?

• 45

• 55

• 65

• 75

Answer explanation

∑F = N – W cos θ = 0

N – m x g x cos θ = 0

N – 100 x 10 x cos 53° = 0

N = 600 N

Maka

Fs = µs x N = 0,125,600 = 75 N

Sebuah balok kayu bermassa m bergerak mengikuti bidang kasar dengan kecepatan konstan. Jika diketahui sudut kemiringan bidang terhadap horizontal adalah 30°. Hitunglah koefisien gesek kinetis antara bidang dan balok!

• 0,58

• 0,68

• 0,78

• 0,88

Answer explanation

∑f = 0

α = 30°

 

ditanya :

µk……….?

 

jawab :

gaya yang menyebabkan balok bergerak adalah F = m x g sin α

sehingga :

F = fk

m x g sin α = µk x m x g cos α

µk =

µk = tan α

     = tan 30°

     = 0,58

Jadi, besar koefisien gesek kinetis antara bidang dan balok adalah 0,58

Sebuah kotak seberat 10 kg ditarik sepanjang bidang datar dengan gaya sebesar 40 N yang membentuk sudut 30. Koefisien gesek statis dan kinetis nilainya berturut-turut sebesar 0,4 dan 0,3. Berapakah  percepatannya?

• 1,1 m/s²

• 1,2 m/s²

• 1,3 m/s²

• 1,4 m/s²

Answer explanation

Diketahui :

 

µk = 0,3            µs = 0,4

m = 10 kg          f = 40 N

θ = 30°

 

F memiliki komponen vefrtikal dan horizontal :

 

Fx = F cos θ = 40 cos 30° =34,6N

Fy = F sin θ = 40° sin 30° = 20 N

 

Lalu, kita dapat mencari gaya normalnya yang dinotasikan dengan FN ataupun θ N,

 

∑Fy = m x αy

∑Fy = 0 (karena benda tidak bergerak secara vertical, maka αy=0 

 

FN – m x g + Fy = 0

FN = m x g – fy

FN = 98 N – 20 N

FN = 78 N

 

Agar dapat mengetahui apakah benda tersebut dapat bergerak atau tidak, maka kita hitung nilai gaya gesek statis nya :

 

Fs = µs x Fn

Fs = 0,4 x 78 N

Fs = 31,2 N

 

Fs < Fx  maka benda bergerak

 

Kita tentukan gaya gesek kinetis yang bekerja :  

Fk = µk x Fn

Fk = 0,3 x 78 Fn

Fk = 23,4 N

 

Kemudian cari kecepatannya :

∑fx = m x ax

F – Fk m x a

 =  =

 

Jadi, percepatannya

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. Berapakah gaya gesek yang dirasakan balok dan percepatan balok jika :

a.       F = 100 N

b.      F = 140 N

• 4 m/s²

• 6 m/s²

• 8 m/s²

• 10 m/s²

Answer explanation

Diketahui :

m = 20 kg        μs = 0,6

μk = 0,3             g =

 

Gaya normal N memenuhi :

 

N = w = m g = 200 N

Pengaruh gaya F dapat diketahui dengan menghitung dahulu fs max.

 

fs max = μs . N = 0,6 . 200 = 120 N

 

a.       F = 100 N

F < fs max berarti balok diam sesuai hukum I Newton : ΣF = 0 maka diperoleh : fs = F = 100 N dan a = 0

 

b.      F = 140 N

F > fs max berarti balok bergerak. Gaya geseknya adalah gaya gesek kinetik, yaitu sebesar : fk = μk N = 0,3 . 200 = 60 N

 

Percepatan balok dapat ditentukan dengan hukum II Newton sebagai berikut :

ΣF = m a

F − fk = m . a

140 − 60 = 20 a

= 4 m/s²

                =

Terdapat dua balok A & B terletak berhimpitan. Keduanya memiliki massa 50 kg dan 25 kg berada pada lantai licin horizontal. Jika ada gaya dikenakan terhadap balok A sebesar 150 N, berapa percepatan kedua balok tersebut?

• 1 m/s²

• 2 m/s²

• 3 m/s²

• 4 m/s²

Answer explanation

∑F = m x a

F – Fs = m x a

150 – 0 = (50+25) x a

a =  2 m/s²

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan di atas jalan yang licin. Apa yang dapat Anda simpulkan tentang gaya gesek yang bekerja pada mobil tersebut?

• Gaya gesek statis antara ban mobil dan jalan adalah nol.

•   Gaya gesek kinetik antara ban mobil dan jalan adalah nol.

• Gaya gesek statis antara ban mobil dan jalan sebanding dengan berat mobil.

• Gaya gesek kinetik antara ban mobil dan jalan sebanding dengan berat mobil

Answer explanation

Jika sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan di atas jalan yang licin, dapat disimpulkan bahwa gaya gesek kinetik antara ban mobil dan jalan adalah nol

Ketika Anda menekan rem pada sepeda, mengapa sepeda dapat berhenti?

• Gaya gesek antara rem dan roda sepeda menghentikan gerakan roda.

• Gaya gesek antara rem dan roda sepeda membuat sepeda meluncur dengan cepat.

• Gaya gravitasi menghentikan gerakan sepeda

• Gaya magnetik antara rem dan roda sepeda menghentikan gerakan roda.

Answer explanation

Ketika Anda menekan rem pada sepeda, rem akan bekerja dengan cara menghasilkan gaya gesek antara permukaan rem dan permukaan roda sepeda. Gaya gesek ini bertanggung jawab untuk mengubah energi kinetik (gerakan) roda menjadi energi termal melalui gesekan. Gaya gesek antara rem dan roda sepeda menyebabkan gaya yang berlawanan dengan arah gerakan roda, sehingga secara bertahap mengurangi kecepatan roda. Ketika gaya gesek mencapai titik di mana kecepatan roda menjadi nol, sepeda berhenti.

Ketika Anda menggosok kedua telapak tangan dengan cepat, mengapa terasa hangat?

• Gesekan antara telapak tangan meningkatkan suhu permukaan.

• Gaya gravitasi antara telapak tangan mempengaruhi suhu.

• Gaya gesek antara telapak tangan mengubah energi kinetik menjadi energi termal.

• Gaya magnetik antara telapak tangan menyebabkan peningkatan suhu

Answer explanation

Ketika Anda menggosok kedua telapak tangan dengan cepat, terjadi gesekan antara permukaan telapak tangan yang saling bersentuhan. Gaya gesek ini mengubah energi kinetik (energi gerak) dari gerakan tangan menjadi energi termal (panas). Ketika Anda menggosok telapak tangan dengan cepat, gerakan relatif antara telapak tangan menciptakan gaya gesek. Gaya gesek ini menghasilkan panas karena energi kinetik diubah menjadi energi termal akibat gesekan. Semakin kuat dan lama Anda menggosok tangan, semakin banyak energi kinetik yang diubah menjadi energi termal, sehingga membuat tangan terasa hangat.

Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan konstan di atas permukaan rel. Apakah gaya yang bekerja pada kereta tersebut?

• Gaya gesek kinetik

• Gaya gesek statis

• Gaya normal

• Gaya gravitasi

Answer explanation

Pada saat kereta api bergerak dengan kecepatan konstan di atas permukaan rel, gaya yang bekerja pada mobil tersebut adalah gaya gesek kinetik. Gaya gesek statis tidak berlaku karena kereta tidak dalam keadaan diam