Untukmenggerakan sebuah balok kayu dengan kecepatan konstan diperlukan sebuah gaya 10 N. Bila gaya 30 N diberikan, balok itu bergerak dengan percepatan 4 ms-2. Jika sebuah balok yan sejenis diletakkan diatas balok yang pertama dan gaya 30 N tetap diberikan, maka percepatan balok adalah: A. 4 ms-2 D. 0,5 ms-2 -2 B. 2 ms E. 0,4 ms-2 C. 1 ms-2 9. Berikutini beberapa jenis gaya dalam Fisika yang sering kita hadapi dalam menganalisa soal-soal fisika khususnya mekanika. Lompat baca ke bagian berikut : [ Buka] 1. Gaya berat (berat) Gaya berat (yang kadang langsung saja disebut berat tanpa ada kata "gaya") adalah gaya yang timbul pada sebuah benda akibat adanya gaya tarik gravitasi Jikakoefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,1 dan percepatan gravitasi 10 m s-2 maka gaya yang harus Bidang permukaan dan katrol licin. Jika balok B ditarik dengan gaya mendatar 40 N, percepatan balok adalah (g = 10 m/s2) A. 5 m/s2. B. 7,5 m/s2 sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua b Setiap benda akan tetap diam atau bergerak beraturan (GLB) selama tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda tersebut. c. Persamaan Hukum I Newton F = 0. B. Hukum II Newton . a. Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sebanding dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. b. Jikakoefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,1 dan percepatan gravitasi 10 m s-2 maka gaya yang harus diberikan pada A agar sistem bergerak ke kiri dengan percepatan 2 m s-2 adalah . A. 70 N B. 90 N C. 150 N D. 250 N E. 330 N Pembahasan Diketahui : Massa balok A (mA) = 30 kg Arahpercepatan sama dengan arah gaya itu". Secara matematis, hukum II Newton dituliskan dalam persamaan . Ʃ F = m. a ƩF=m.a Ʃ F = m. a. Gaya gesek adalah gaya yang bekerja akibat adanya sentuhan antara kedua permukaan benda. Gaya gesek ini terjadi karena permukaan kontak yang kasar saling mencegah adanya pergeseran. Gaya gesek dirumuskan a= percepatan benda yang diberi gaya (m/s2) CONTOH 4.3. Balok A bermassa 4 kg diletakkan di atas balok B yang bermassa 6 kg. Kemudian balok B ditarik dengan gaya F di atas lantai mendatar licin sehingga gabungan balok itu mengalami percepatan 1,8 m/s2. Jika tiba-tiba balok A terjatuh maka berapakah percepatan yang dialami oleh balok B saja? Jikapercepatan gravitasi 10 m/s 2, maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah A. 6,8 Joule. gaya gesek menahan gerak balok (gaya gesek melakukan usaha pada balok). Akibatnya, balok mengalami perlambatan dan akhirnya berhenti. maka usaha yang dilakukan gaya berat adalah. A. 10 sin 30° joule B. 10 cos 30° joule C. 10 sin Kemudianbalok tersebut menuruni bidang miring kasar dengan kemiringan dan mengalami gaya gesek sebesar 20 N. Setelah sampai dasar bidang miring, balok meluncur pada bidang datar licin pada kecepatan 4 m/s. Jika percepatan gravitasi pada tempat tersebut 10 , kedua bidang datar tersebut mempunyai perbedaan tinggi sebesar.m . A. 0,8 Contohmudah dari kejadian gaya gesek statis di kehidupan sehari-hari adalah ketika kamu mendorong benda seperti meja, lemari, atau kasur. Saat besar gaya dorongmu lebih kecil dari gaya gesek, barang-barang itu tidak akan bergerak. Namun saat gaya dorongmu menjadi lebih besar dari gaya gesek, si benda akan mulai bergerak. j5laH. Rumus gaya gesek di dalam ilmu fisika biasanya digunakan untuk menghitung koefisien gesekan statis atau kinetis. Materi ini dibahas berbarengan dengan cabang materi lainnya seperti Hukum Newton dan sebagainya. Gaya bisa berarti suatu dorongan atau tarikan yang akan menggerakkan benda bebas. Gaya erat kaitannya dengan Hukum Newton. Sebab, pada rumus gaya yang berbunyi “massa dikali percepatan” sama dengan Newton. Newton sendiri adalah satuan SI turunan dengan lambang N. Singkatnya, Newton merupakan satuan dari gaya. Konsep gaya dapat berupa interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak. Gaya bisa dibedakan berdasarkan jenisnya. Salah satu jenis gaya yang sering diterapkan pada aktivitas sehari-hari adalah gaya gesek. Definisi Gaya Gesek Secara sederhana konsep gaya gesek adalah dipengaruhi oleh dua permukaan benda yang saling bertemu. Gaya gesek merupakan bentuk gaya yang saling berlawanan dengan suatu gerak benda. Menurut penjelasan yang ada di buku Dunia IPA, disebutkan kalau gaya gesek bisa terjadi karena adanya benda-benda yang saling bersentuhan. Gaya gesek termasuk ke dalam gaya kontak sentuh karena melibatkan pertemuan antara satu objek dengan objek lainnya. Baca Juga Timbulnya gaya gesek pada benda-benda yang bersentuhan tidak sama besar nilainya. Gaya gesek bisa semakin besar kalau permukaan suatu objek sangat kasar. Hal ini pun berlaku sebaliknya apabila permukaan benda tersebut sangat halus. Artinya, besar kecilnya gaya gesek pada sebuah benda sangat dipengaruhi oleh kasar-licinnya permukaan benda yang bergesekan. Advertising Advertising Mengutip dari buku berjudul IPA Terpadu Biologi, Kimia, Fisika, definisi lain dari gaya gesek adalah gaya yang melawan gerak benda pada suatu permukaan. Berdasarkan penjelasan ini, setidaknya ada beberapa sifat-sifat gaya gesek yang antara lain meliputi Rumus gaya gesek tidak bisa menggerakan benda. Besarnya gaya gesek sangat bergantung pada kekasaran dua benda yang bergesekan. Arah gaya gesek selalu berlawanan. Sehingga gaya gesek akan menghambat pergerakan benda. Rumus gaya gesek selalu dipengaruhi arah kecenderungan benda bergerak. Ini mengingat gaya gesek merupakan gaya yang berarah melawan gerak benda. Contoh gaya gesek yang bisa ditemui di kehidupan sehari-hari contohnya seperti ketika seseorang mendorong sebuah meja. Jika meja tersebut didorong pada permukaan yang begitu kasar, maka gaya geseknya akan semakin besar. Sedangkan, kalau permukaannya halus atau meja itu memiliki roda di bawahnya maka gaya geseknya menjadi lebih kecil. Jenis-jenis Gaya Gesek Gaya gesek dan rumus gaya gesek umumnya melibatkan dua permukaan benda yang bersentuhan. Gaya gesek yang melawan atau juga menahan gaya tarik/dorong ini besarannya berbeda-beda. Di dalam ilmu fisika, yang disebut gaya gesek adalah ketika dua buah benda bersentuhan. Benda atau objek tersebut bisa berbentuk padat, gas, dan cair. Bentuk gaya ini juga merupakan kumpulan akumulasi interaksi mikro antara kedua permukaan yang bersentuhan itu. Baca Juga Hingga saat ini ada dua jenis gaya gesek yang diketahui. Pertama adalah gaya gesek kinetis dan kedua yaitu gaya gesek statis. Untuk lebih jelasnya simak penjelasan lengkapnya berikut ini Gaya Gesek Kinetis Secara harfiah yang dimaksud dengan gesekan yang terjadi saat suatu benda bergerak. Contohnya bisa dilihat saat sebuah roda mobil dan motor sedang melaju di jalan raya. Sejumlah pendapat menyatakan kalau gaya gesek kinetis akan selalu lebih kecil daripada gaya gesek statis. Sebagaimana dijelaskan dalam salah satu artikel di gaya gesek kinetis bekerja pada benda yang sedang bergerak. Gaya gesek yang bekerja ketika permukaan kontak saling bergeser tentunya sangat berlawanan dengan gaya gesek statis. Rumus gaya gesek kinetis dapat dinyatakan seperti ini Keterangan fk besar gaya gesek kinetis N μk koefisien gesek kinetis N N gaya normal N Jika melihat dari rumus gaya gesek kinetis di atas, nilai gaya gesek jenis ini merupakan hasil perkalian koefisien geseknya dengan gaya normal suatu objek. Seperti dijelaskan sebelumnya, koefisien gesek selalu lebih kecil dari koefisien gesek statis untuk material yang sama. Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis bekerja pada benda-benda yang diam. Karena bekerja pada benda dalam kondisi diam, besar gaya gesek statis merupakan hasil antara koefisien gesek statis dengan gaya normal benda. Koefisien gesek merupakan besaran yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan bidang yang bersentuhan Pada umumnya, koefisien gaya gesek statis akan lebih besar ketimbang gaya gesek kinetis. Untuk rumus gaya gesek ini bisa dinyatakan sebagai berikut Keterangan fs merupakan besar gaya gesek statis N μs koefisien gesek statis N N gaya normal N Rumus Gaya Gesek Dalam buku Gerak dan Gaya 2022 yang ditulis oleh Bayu Sapta Hari, gaya gesek dibedakan menjadi gaya gesek statis dan kinetis. Besarnya dapat dinyatakan oleh rumus gaya gesek sebagai berikut Selain uraian di atas berikut rincian tentang rumus gaya gesek statis dan dinamis Gaya gesek statis fs = μs x N Gaya gesek kinetis fk = μk x N Contoh Soal dan Cara Menghitung Rumus Gaya Gesek Setelah memahami rumus gaya gesek, biasanya pembahasan selanjutnya adalah berlatih untuk mengerjakan soal yang berkaitan dengan rumus gaya gesek. Baca Juga Mengutip situs dan sumber lainnya, di bawah ini ada beberapa contoh soal rumus gaya gesek Contoh soal 1 Terdapat sebuah balok bermassa 20 kg terletak di atas lantai kasar. Diketahui bahwa μs = 0,6 dan μk = 0,3. Kemudian balok ditarik dengan gaya sebesar 160 N secara mendatar. Tentukan gaya gesek yang dialami balok! Cara mengerjakannya Diketahui m = 20 kg μs = 0,6 μk = 0,3 F = 160 N Ditanya f? Jawab Besar gaya normal N FY = 0 N – w = 0 N = w N = mg N = 2010 N = 200 N Mencari gaya gesek statis fs = μs x N fs = 0,6 x 200 fs = 120 N Karena F > fs maka balok tersebut bergerak. Maka gaya gesek kinetis nya fk = μk x N fk = 0,3200 fk = 60 N Gaya gesek yang bekerja pada balok tersebut adalah 60 N. Contoh soal 2 Suatu benda bermassa 50 kg berada pada bidang datar. Pada benda, gaya yang bekerja 200 N mendatar. Berapa percepatan pada benda itu kalau bidang itu licin dan bidang kasar dengan koefisien gesek = 0,3 g = 10 m/s2? Cara mengerjakannya Diketahui m = 50 kg μ = 0,3 F = 200 N g = 10 m/s2 Ditanya percepatan benda jika bidang licin dan percepatan benda jika bidang kasar μ = 0,3. Jawab Bidang licin F = maka a = F/m = 200/50 = 4 m/s Jadi, percepatan jika bidang licin = 4 m/s2. Bidang kasar μ = 0,3 N = w = mg = 50 x 10 = 500 N Fgesek = μ N = 0,3 x 500 = 150 N Ftotal = F – Fgesek = 200 – 150 = 50 N a = Ttotal/m = 50/50 = 1 m/s Jadi, percepatan jika bidang kasar = 1 m/s2. Itulah beberapa contoh soal yang bisa dijadikan sebagai referensi. Namun, karena materi rumus gaya gesek berkaitan dengan Hukum Newton dan materi lainnya. Maka ada baiknya secara keseluruhan materi tersebut dipahami serta dipelajari terlebih dahulu. Manfaat Penerapan Rumus Gaya Gesek di Kehidupan Sehari-hari Mengutip dari buku Dunia IPA, gaya gesek dapat memberikan manfaat dan kerugian dalam kehidupan sehari-hari. Manfaat penerapan rumus gaya gesek yang kita peroleh misalnya menghasilkan panas, daya kikis, dan daya hambat. Sementara kerugiannya dapat menimbulkan kerusakan pada bagian-bagian mesin dan pemborosan energi. Lebih lanjut berikut manfaat penerapan rumus gaya gesek di kehidupan sehari-hari Gaya gesek dapat mengikis benda, contohnya gaya gesek yang ditimbulkan ampelas terhadap kayu membuat kayu menjadi halus. Gaya gesek mencegah benda tergelincir, misalnya gaya gesek antara alas sepatu dengan lantai membuat seseorang tidak tergelincir. Tanpa ada gaya gesek, dia tidak dapat berjalan karena lantai licin. Gaya gesek menghasilkan panas, misalnya gaya gesek dapat menghangatkan badan ketika seseorang menggosokkan kedua belah tangannya. Pengertian Gaya. Gaya merupakan suatu besaran yang menyebabkan suatu benda menjadi dapat bergerak. Gaya merupakan dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau memperlambat gerak suatu benda. Gaya memiliki nilai dan arah, oleh karenanya gaya adalah besaran yang mengikuti aturan- aturan penjumlahan vector. Dalam satuan Sistem Internasional SI, percepatan gravitasi dinyatakan dalam m/s2. Percepatan gravitasi di suatu tempat pada permukaan bumi sebesar g = 9,80 m/s2. Satuan Percepatan Gravitasi dapat dinyatakan dalam N/kg, di mana g = 9,80 m/s2, atau g = 9,80 N/kg. Hal ini berarti, sebuah benda yang massanya 1 kg di permukaan bumi memiliki berat sebesar w = 1 kg × 9,80 m/s2 = 9,80 N Gaya Berat Gaya berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda yang memiliki massa m. Arah gaya berat selalu mengarah ke pusat bumi. Contoh Gambar Persamaan Rumus Gaya Berat Pada Benda Gaya berat yang bekerja pada suatu benda dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut w = dengan kerterangan w = gaya berat, N m = massa benda, kg g =percepatan gravitasi, m/s2 Jadi, gaya berat w yang dialami suatu benda nilainya sama dengan perkalian antara massa m benda tersebut dengan percepatan gravitasi g di tempat itu. Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Gaya Berat Jika percapatan gravitasi di kota Bandung adalah 10 m/s2, maka berapakah berat benda yang bermassa 10 kg di Bandung… Penyelesaian Diketahui m = 10 kg g = 10 m/s2 Jawab w = w = 10 x 10 w = 100 N jadi berat benda tersebut di kota Bandung adalah 100 Newton. Gaya Normal. resultan gaya pada sebuah benda yang tetap diam adalah nol. Sehingga pasti ada gaya lain pada benda tersebut untuk mengimbangi gaya gravitasi. Gambar Contoh Peramaan Rumus Gaya Normal Benda Untuk sebuah benda yang diam di atas sebuah bidang datar, maka bidang tersebut akan memberikan gaya yang arahnya ke atas. Gaya yang diberikan oleh bidang ini sering disebut dengan gaya sentuh, karena terjadi jika dua benda bersentuhan. Ketika gaya sentuh tegak lurus terhadap permukaan bidang sentuh, gaya itu biasa disebut dengan gaya normal N “normal” berarti tegak lurus. Gaya normal N adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Kedua gaya yang ditunjukkan pada Gambar, bekerja pada benda yang tetap dalam keadaan diam, sehingga jumlah vektor kedua gaya ini pastilah nol. Dengan demikian, w dan N harus memiliki besar yang sama dan berlawanan arah. Untuk permukaan bidang yang datar, besarnya gaya normal sama dengan gaya berat, hal ini dikarenakan gaya normal dan gaya berat merupakan pasangan aksi reaksi. Besarnya gaya normal yang bekerja pada suatu benda pada permukaan bidang datar dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut N – w =0 N = w N = m. g Sedangkan, untuk permukaan bidang miring, besarnya gaya normal dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut N – w cos α =0 N = w cos α N = m. g cos α Dengan keterangan N = gaya normal, N m = massa benda, kg g = percepatan gravitasi, m/s2 α= kemiringan bidang permukaan Contoh Soal Perhitungan Rumus Gaya Normal Benda bermassa 5 kg terletak diam di atas sebuah bidang. Tentukanlah gaya normal yang bekerja pada benda jika bidang tersebut datar, dan membentuk sudut 30° terhadap bidang datar. Penyelesaian m = 10kg g = 10m/s2 Jawab Pada benda bekerja gaya berat w = mg = 5 kg10 m/s2 w = 50 N dan Besar gaya normal, N. Karena benda diam, sesuai dengan Hukum Pertama Newton, maka resultan gayanya harus sama dengan nol maka F = 0 N – w = 0 N = w = 50 N. Untuk mendapatkan besar gaya normal, maka uraikan berat w ke sumbu-y sumbu-y berimpit dengan N. Contoh Soal Perhitungan Rumus Gaya Normal Pada sumbu-y benda diam maka wy = w cos 30° wy= 501/2Ö 3 wy = 25 √3 N. atau wy= 43,3 N Pada sumbu-y benda posisi diam, maka Fy=0 N – wy = 0 Sehingga diperoleh N – wy = 43,3 N Gaya Gesekan Gaya gesek adalah gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Arah gaya gesek berlawanan arah dengan kecenderungan arah gerak benda. Gaya gesekan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetis. Persamaan Rumus Gaya Gesekan Statis Kinetik Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis fs adalah gaya gesek yang bekerja pada benda selama benda tersebut masih diam. Dan Selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol hukum I Newton. Jadi, selama benda masih diam gaya gesek statis selalu sama dengan yang bekerja pada benda tersebut. Besar gaya gesek statis mencapai nilai maksimum ketika benda tepat akan bergerak. Secara matematis gaya gesekan dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut. fs,maks = ms .N Keterangan N = Gaya normal, N fs =gaya gesekan statis maksimum N ms = koefisien gesekan statis Gaya Gesek Kinetik Gaya gesek kinetis fk adalah gaya gesek yang bekerja pada saat benda dalam keadaan bergerak. Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor. Perbandingan antara gaya gesekan kinetis dengan gaya normal disebut koefisien gaya gesekan kinetis mk. Secara matematis dapat di tulis sebagai berikut. fk = mk .N Dengan Keterangan N = gaya normal, N fk = gaya gesekan kinetis N mk = koefisien gesekan kinetis Contoh Soal Rumus Perhitungan Gaya Gesekan 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. gaya tarik F = 100 N dan b. gaya tarik F = 140 N Penyelesaian m = 20 kg μs = 0,6 μk = 0,3 g = 10 m/s2 Gaya normal N memenuhi N = w = = 200 N Pengaruh gaya F dapat diketahui dengan menghitung dahulu gaya gesek pada balok fs max.= μs . N fs max. = 0,6 . 200 = 120 N Jika balok ditarik degan gaya F = 100 N, maka F fs max berarti balok bergerak. Gaya geseknya adalah gaya gesek kinetik, yaitu sebesar fk = μk N fk = 0,3 . 200 = 60 N Percepatan balok dapat ditentukan dengan menggunakan hukum II Newton yaitu sebagai berikut. F = m a F − fk = m . a 140 − 60 = 20 a a = 4 m/s2 Gerak Benda pada Bidang Datar Pada gambar terlihat bahwa Sebuah benda berbentuk balok diletakan di atas bidang datar dengan permukaan yang licin. Balok kemudin diberi gaya sebesar F arah mendatar. Gaya ini menyebabkan balok bergerak lurus dengan percepatan a. Persamaan Gaya Gerak Benda Pada Bidang Datar Gaya gaya yang bekerja pada sumbu-y adalah ∑Fy=N – w Benda tidak bergerak pada sumbu-y, maka ∑Fy=0 atau ∑Fy=N – w = 0 atau N = w = Sedangkan gaya yang bekerja pada sumbu-x adalah ∑Fx= atau F = atau a=/F/m Dengan keterangan a = percepatan m/s2 F = gaya, N m = massa, kg Contoh Soal Perhitungan Rumus Gerak Benda pada Bidang Datar Pada permukaan bidang datar yang licin, artinya tidak ada gaya gesekan yang bekerja anatara benda dengan bidang. Sebuah benda bermassa 4 kg terletak di atas bidang tersebut. Benda diberi gaya mendatar sebesar 10 N. Hitunglah percepatan benda tersebut Diketahui m = 4 kg F = 10 N a=F/m = 10/4 a = 2,5 m/s2 Gerak Benda Pada Bidang Miring Sebuah benda memiliki gaya beart w = diletakan di atas permukaan licin bidang miring yang membentuk sudut kemiringan a terhadap garis horizontal. Rumus Gaya Gerak Benda Pada Bidang Miring Gaya yang bekerja pada benda adalah gaya normal N yang memiliki arah tegak lurus terhadap bidang sentuh bidang miring Sumbu-x sejajar dengan bidang miring dan sumbu-y tegak lurus pada bidang miring. Komponen gaya berat pada sumbu-x wx = sin α Karena benda bergerak pada sumbu X gaya yang menyebabkan benda bergerak adalah gaya yang sejajar dengan bidang miring, maka percepatan yang dialami oleh benda adalah sebagai berikut. ∑Fx = m. a sin α = m. a atau a =g sin α komponen gaya berat pada sumbu-y wy= cos α Gaya yang bekerja pada sumbu-y adalah ∑Fy= N – wy ∑Fy= N – cos α Benda tidak bergerak pada sumbu-y, sehingga ∑Fy= 0 ∑Fy= N – cos α =0 N = cos α Dengan Keterangan N = gaya Normal N m = massa benda, kg α= sudut kemiringan g = percepatan graitasi m/s2 Contoh Soal Ujian Rumus Perhitungan Gerak Benda Pada Bidang Miring Sebuah balok yang massanya 6 kg meluncur ke bawah pada sebuah papan licin yang dimiringkan 30° dari lantai. Jika jarak lantai dengan balok 10 m dan besarnya gaya gravitasi ditempat itu 10 ms-2, maka tentukan percepatan dan waktu yang diperlukan balok untuk sampai di lantai! Diketahui m = 6 kg s = 10 m α= 30° g = 10 ms-2 Ditanyakan a = …? t = …? Jawab Gaya berat balok diuraikan pada sumbu-x bidang miring dan Sumbu-y garis tegak lurus bidang miring. Benda meluncur dengan gaya F = w sin 30°. Percepatan ditentukan dengan menggunakan hukum II Newton F = m × a w sin 30° = m × a m × g sin 30° = m × a 6 × 10 × 0,5 = 6 a a = 30/6 a= 5 ms-2 Jadi, balok tersebut meluncur ke bawah dengan percepatan 5 ms-2. Waktu t yang dibutuhkan sampai ke lantai menggunakan persamaan pada GLBB St= + ½ Karena v0 = 0, maka St= ½ t2 = 2x St/a t2 = 2 x10/5 t = 2 detik Jadi, waktu yang diperlukan balok untuk sampai ke lantai adalah 2 detik. Gerak Benda Orang Pada Tali Katrol dan Lift Dua buah benda balok A dan B dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah katrol yang licin dan massa katrol diabaikan. Apabila massa benda A lebih besar dari massa benda B mA > mB, maka benda A akan bergerak turun dan B akan bergerak naik. Karena massa katrol dan gesekan pada katrol diabaikan, maka selama sistem bergerak, besarnya tegangan pada kedua ujung tali adalah sama yaitu T. Selain itu, percepatan yang dialami oleh masing- masing benda adalah sama yaitu sebesar a. Gaya Gerak Benda Orang Pada Tali Katrol dan Lift Gaya -gaya yang searah dengan gerak benda diberi tanda positif +, sedangkan Gaya -gaya yang berlawanan arah dengan gerak benda diberi tanda negatif -. Resultan gaya yang bekerja pada benda balok A adalah FA = mA .a wA – T = Resultan gaya yang bekerja pada benda balok B adalah FB = T – wB = Berdasarkan persamaan Hukum II Newton dapat dinyatakan sebagai berikut F = wA – wB = + mA – mBg =mA + mBa a = g mA – mB/mA + mB dengan keterangan a = percepatan sistem m/s2 mA = massa benda A kg mB = massa benda B kg g = percepatan gravitasi setempat m/s2 Menentukan Tegangan Tali Katrol Besarnya tegangan tali katrol T dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan rumus berikut T = mA g – a atau T = mB a + g Contoh Soal Perhitungan Gaya Berat Benda Gerak Pada Lift Berat seseorang ketika diukur di atas lantai adalah 700N. kemudian orang tersebut turun menggunakan lift yang bergerak ke bawah dengan perepatan 4 m/s2. Jika percepatan gravitasi 10m/s2, berapakah berat orang di dalam lift tersebut. Contoh Soal Perhitungan Gaya Berat Benda Gerak Pada Lift Penyelesaian Diketahui w = 700N a = 4m/s2 g = 10 m/s2 Jawab. w = w = 700 N maka m = 70 kg Berat orang yang berada dalam lift bergerak sama dengan gaya normal yang diterimannya. Lift dipercepat ke bawah sehingga berlaku F = m a w − N = m a 700 − N = 70 x 4 N = 420 N jadi berat orang dalam lift yang begerak kebawah adalah 420 N Gerak Benda Kendaraan Mobil Pada Belokan Tikungan Contoh Soal Rumus Gerak Benda pada Belokan Tikungan Sebuah mobil bermassa 400 kg sedang melintasi belokan jalan yang melingkar dengan jari- jari 30 m. Jalan tersebut dirancang dengan kemiringan 370. Berapakah kecepatan maksimum yang diperbolehkan pada mobil itu? Contoh Soal Rumus Gerak Benda pada Belokan Tikungan Penyelesaian Diketahui m = 400 kg w = = 4000 N R = 30 m α = 37O Pada mobil yang bergerak melingkar harus memiliki gaya sentripetal sehingga dapat melintas dengan aman. Gaya gaya pada mobil itu dapat dilihat pada Gambar Mobil tidak bergerak vertikal berarti berlaku hukum I Newton pada arah vertikal sehingga diperoleh nilai N F = 0 N cos 37O − w = 0 N x 0,8 − 4000 = 0 N = 4000/0,8= 5000 N Sedangkan pada arah horisontal terdapat proyeksi N sin 370. Gaya inilah yang bertindak sebagai gaya sentripetal Fs sehingga berlaku Fs= N sin 370 = N sin 370 400 x v2/R = 5000x 0,6 v2=225 v =15m/s Daftar Pustaka Sears, – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung, Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa Bambang Soegijono, Jakarta. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika, Jakarta. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta. Gaya Benda Pengertian Gerak Bidang Datar Miring Tali Katrol Rumus Gaya Berat Normal Gesek Kinetik Contoh Soal Perhitungan Hai Sobat Zenius! Gue mau share rumus gaya gesek statis dan kinetis, lengkap dengan cara mencari dan contoh soalnya nih. Elo udah pernah denger tentang gaya gesek belum sih? Semisal belum pernah denger, gue yakin udah pada pernah denger suara rem mobil, motor atau sepeda yang bunyinya cittt begitu. Sebenarnya gaya gesek terjadi saat elo dengar suara decitan itu. Sepeda Dok. Pixabay Selain itu elo pasti pernah lihat roda mobil, motor atau sepeda dong? Kalau coba sentuh ban roda-roda itu, kerasa deh pasti teksturnya kasar. Hal ini tuh disengaja Sobat Zenius, bukan karena keliatan keren aja tapi untuk memaksimalkan gaya gesek. Kalau permukaan ban roda licin, beuh bahaya banget kalau ngerem! Bisa-bisa kecelakaan karena gaya geseknya itu ga maksimal. Udah kebayang belum tentang gaya gesek ini? Kalau udah, gue bakalan bahas tentang pengertiannya dan rumus, dan cara mencari gaya gesek lebih lanjut. Jadi, disimak sampai habis ya pembahasannya! Pengertian Gaya GesekPerbedaan Gaya Gesek Statis dan KinetisRumus Gaya Gesek StatisRumus Gaya Gesek KinetisCara Menentukan Diam Gerak BendaContoh Soal dan Pembahasan Pengertian Gaya Gesek Gaya gesek adalah gaya yang bekerja akibat adanya sentuhan antara kedua permukaan benda. Hal ini terjadi karena permukaan kontak yang kasar saling mencegah adanya pergeseran. Hal ini bisa dicontoh dengan gesekan yang terdapat ketika elo sedang mendorong lemari. Mendorong lemari Dok. Video Materi Zenius Selain itu, coba Sobat Zenius pikirin lapangan bowling, permukaan lantainya licin sehingga bola bowling dapat meluncur dengan lancar. Bayangin kalau permukaan lantainya kasar, bakalan lebih susah kan main bowling? Ini karena permukaan kasar itu akan menimbulkan gaya gesek pada bola bowling. Bowling Dok. Pexels Penting buat elo tau kalau gaya gesek ini arahnya selalu melawan arah gerak atau kecenderungan arah gerak. Jadi maksudnya gimana tuh? Melawan arah gerak artinya berlawanan dengan arah sebuah benda bergerak. Kalau bola bergerak ke arah kanan, ada gaya gesek ke arah kiri. Melawan kecenderungan arah gerak juga sama, tetapi kali ini bendanya berawal dari posisi diam. Contohnya kalau suatu mobil yang parkir kita dorong ke arah kanan, gaya geseknya ada ke arah kiri. Gaya gesek statis merupakan gesekan yang terjadi antara dua benda padat, yang tidak bergerak secara relatif satu sama lainnya. Gaya gesek statis terjadi pada saat suatu benda meluncur ke bawah pada bidang miring. Gaya gesek kinetis atau dinamis terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetik pada umumnya dinotasikan dengan μk dan biasanya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis pada material yang sama. Rumus Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis bekerja ketika permukaan kontak tidak saling bergeser. Artinya, gaya gesek ini bekerja pada benda yang diberikan gaya luar F seperti gaya dorong atau tarik ke benda yang awalnya sedang diam hingga tepat akan bergerak. Berikut adalah rumus gaya gesek statis fs = μs x N Keterangan fs besar gaya gesek statis N μs koefisien gesek statis N N gaya normal N Rumus Gaya Gesek Kinetis Dikarenakan gaya gesek kinetis bekerja ketika permukaan kontak saling bergeser. Berlawanan dengan gaya gesek statis, gaya gesek kinetis ini bekerja pada benda yang sedang bergerak. Berikut adalah rumus gaya gesek kinetis fk = μk x N Keterangan fk besar gaya gesek kinetis N μk koefisien gesek kinetis N N gaya normal N Download Aplikasi Zenius Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimaln persiapanmu sekarang juga! Cara Menentukan Diam Gerak Benda Setelah mengetahui rumus, koefisien gesek statis dan kinetis, eo juga dapat mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya adalah dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar F. Jika gaya luar lebih kecil dari gaya gesek statis F fs maka benda tersebut bergerak Contoh Soal dan Pembahasan Untuk mempermudah pemahaman temen-temen tentang rumus gaya gesek statis maupun kinetis, yuk kita coba kerjakan contoh soalnya bersama-sama! Contoh Soal 1 Pada sebuah bidang kasar diletakkan suatu balok dengan massa 5 kg. Jika diketahui gesek statis μs = 0,4 dan koefisien gesek kinetis μk = 0,3 maka berapa gaya gesek yang dialami balok jika balok tersebut ditarik dengan gaya sebesar 15 N? Pembahasan Diketahui m = 5 kg μs = 0,4 μk = 0,3 F = 15 N Ditanya f Jawab Pertama-tama kita harus mencari besar gaya normal N FY = 0 N – w = 0 N = w N = mg N = 5 10 N = 50 N Mencari gaya gesek statis fs = μs x N fs = 0,4 x 50 fs = 20 N Karena F fs maka balok tersebut bergerak. Dicarilah gaya gesek kinetis fk = μk x N fk = 0,3200 fk = 60 N Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok tersebut adalah 60 N. Kira-kira begitu deh Sobat Zenius mengenai rumus gaya gesek statis & kinetis, semoga bisa ngebantu elo untuk belajar fisika ya! Kalau ada pertanyaan atau mau berdiskusi, bisa banget langsung tulis di kolom komentar. Teruskan belajarnya Sobat Zenius, klik banner di bawah ini deh untuk materi tentang gaya lainnya. Biar makin mantap, Zenius punya beberapa paket belajar yang bisa lo pilih sesuai kebutuhan lo. Di sini lo nggak cuman mereview materi aja, tetapi juga ada latihan soal untuk mengukur pemahaman lo. Yuk langsung aja klik banner di bawah ini! Ini masih banyak banget materi yang elo bisa cek mengenai Fisika, berikut beberapa yang gue saranin Materi Dinamika Partikel Hukum Newton Fisika di Sekitar Kita Gaya Gesek Jenis-Jenis Gaya Originally Published September 9, 2021Updated by Arieni Mayesha Apabila kita mendorong sebuah almari besar dengan gaya yang kecil, maka almari tersebut dapat dipastikan tidak akan bergerak bergeser. Lalu jika kita menggelindingkan sebuah bola di lapangan rumput, maka setelah menempuh jarak tertentu bola tersebut pasti berhenti. Mengapa ha-hal tersebut dapat terjadi? Almari susah digerakkan dengan gaya kecil dan bola yang menggelinding di lapangan rumput dapat berhenti itu karena pengaruh gaya gesek. Apa itu gaya gesek? Gaya gesek adalah gaya yang terjadi ketika dua permukaan benda saling bersentuhan atau bersinggungan. Gaya gesek disimbolkan dengan huruf f friction. Jika pada sebuah benda bekerja gaya tertentu sehingga benda bergerak, maka arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Untuk lebih jelasnya, perhatikan diagram gaya yang bekerja pada benda berikut ini. Dari gambar di atas, F adalah gaya yang menarik balok dan menyebabkan balok bergerak ke kanan, sedangkan f adalah gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan gaya F dan gerak benda. Jadi, keberadaan gaya gesek ini akan menghambat laju benda yang bergerak sehingga menjadi berhenti pada suatu tempat. Dari penjelasan tersebut tentunya kalian telah paham bahwa jika kita mendorong almari yang besar dan almari tersebut tidak bergerak itu karena pada bagian dasar almari dan lantai bekerja gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan arah gaya dorong kita. Sedangkan bola yang mula-mula bergerak di lapangan rumput kemudian berhenti, itu karena antara permukaan bola dan rumput timbul gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan gerak bola sehingga lama kelamaan menyebabkan bola menjadi berhenti atau diam. Besarnya gaya gesek yang bekerja pada suatu benda dipengaruhi oleh dua faktor yaitu sebagai berikut. Tingkat kekasaran permukaan benda yang bersinggungan Bidang yang kasar mempunyai gaya gesekan lebih besar daripada bidang yang licin. Kasar dan licinnya bidang dinyatakan dengan suatu angka yang disebut koefisien gesek μ. Bidang kasar memiliki koefisien gesek yang besar, sedangkan bidang yang licin sempurna memiliki koefisien gesekan sama dengan nol. Dengan demikian, rentang nilai koefisien gaya gesek adalah sebagai berikut. Menurut kalian, besar mana nilai μ antara almari dengan lantai dan bola dengan lapangan rumput? Gaya normal Gaya gesekan berbanding lurus dengan gaya normal N. Sehingga rumus atau persamaan gaya gesek ditulis sebagai berikut. Dengan f dinyatakan dalam Newton. Persamaan 2 di atas menunjukkan bahwa gaya gesek tidak dipengaruhi oleh luas permukaan kedua bidang yang bersinggungan atau bersentuhan. Gaya gesek statis vs gaya gesek kinetis Menurut Leonhard Euler, dilihat dari gerakannya, gaya gesek dibagi menjadi dua macam, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Lalu tahukah kalian apa yang dimaksud dengan gaya gesek statik dan kinetik tersebut? 1. Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang diam atau hampir bergerak. Jika gaya gesek bekerja pada benda yang diam maka disebut gaya gesek statis fs sedangkan apabila gaya gesek bekerja pada benda yang tepat akan bergerak, maka disebut gaya gesek statis maksimum fsmaks. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, besarnya gaya gesek bergantung pada kekasaran permukaan benda dan bidang yang bersentuhan. Tingkat kekasaran ini dinyatakan dengan koefisien gesekan. Untuk benda diam, koefisien gesekan disebut koefisien gesekan statis, disimbolkan dengan μs. Selain tingkat kekasaran permukaan benda, besarnya gaya gesek statis juga dipengaruhi oleh besarnya gaya normal N yang diberikan bidang pada benda. Hukum I Newton menyatakan bahwa “jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan 0 nol maka benda yang diam akan terus diam dan benda yang bergerak akan cenderung bergerak”. Berdasarkan Hukum Newton tersebut, selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Dengan demikian, selama benda masih diam, gaya gesek statis selalu sama dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Secara matematis, rumus gaya gesek statis dinyatakan sebagai berikut. Keterangan fs = gaya gesek statis N μs = koefisien gesek statis 2. Gaya Gesek Kinetis Ketika kalian menendang bola di atas tanah, bola akan menggelinding dengan kecepatan tertentu. Tetapi, semakin lama kecepatan bola semakin berkurang dan akhirnya berhenti. Bola dapat bergerak diakibatkan gaya dari tendangan gaya dorong. Namun, saat sedang bergerak, ada gaya yang menghambat gerak bola dan mengurangi kecepatannya. Gaya yang menyebabkan kecepatan bola semakin berkurang disebut gaya gesek kinetis. Jadi, gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak. Gaya gesek kinetis dilambangkan dengan fk. Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor panas. Hubungan antara gaya gesek, koefisien gesek kinetis μk, dan gaya normal diberikan dalam persamaan berikut ini. Keterangan fk = gaya gesek kinetik N μk = koefisien gesek kinetik Berdasarkan hasil eksperimen, koefisien gesek statis lebih besar dari koefisien gesekan kinetis. Tabel berikut memperlihatkan contoh nilai koefisien gesekan statis dan koefisien gesekan kinetis dari pelbagai bidang yang bersentuhan. Tabel Koefisien Gesekan Permukaan Beberapa Benda Permukaan μs μk Persendian lengan manusia 0,01 0,01 Es pada es 0,10 0,03 Logam pada logam yang sudah dilumasi 0,15 0,07 Kayu pada kayu 0,40 0,20 Seng pada besi tuang 0,85 0,21 Baja pada baja 0,74 0,57 Karet pada beton kering 1,00 0,80 Sumber Sears & Zemansky, hal. 37 Perbedaan Gaya Gesek Statis dan Kinetis Dari penjelasan-penjelasan di atas, maka dapat kita identifikasi beberapa perbedaan karakteristik atau ciri antara gaya gesek statis dan kinetis, yaitu sebagai berikut. Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetis Bekerja pada benda yang diam atau tepat akan bergerak hampir bergerak Bekerja pada benda yang bergerak Rumus fs = μsN Rumus fk = μkN Nilai koefisien gesekan lebih besar Nilai koefisien gesekan lebih kecil Nilainya selalu berubah bergantung pada gaya F yang bekerja pada suatu benda Nilainya selalu tetap tidak bergantung pada kecepatan dan percepatan benda baik GLB maupun GLBB Nilai maksimum dicapai ketika benda tepat akan bergerak Tidak ada nilai maksimum Dari tabel perbedaan antara gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis di atas, kita ketahui bahwa bahwa koefisien gesekan kinetik selalu lebih kecil daripada koefisien gesekan statis μk > μs. Itulah sebabnya mengapa kita perlu mengerahkan gaya yang lebih besar saat mendorong benda dari keadaan diam dibandingkan dengan ketika benda sudah bergerak. Selain itu, besarnya gaya yang harus kita kerahkan bergantung pada keadaan dua permukaan bidang yang bergesekan. Hal ini disebabkan besarnya koefisien gesekan bergantung pada sifat alamiah kedua benda yang bergesekan, di antaranya kering atau basahnya dan kasar atau halusnya permukaan benda yang bergesekan. Sebagai contoh, ketika kita mendorong sepeda motor atau mobil yang diam, mula-mula terasa sangat berat. Namun ketika sepeda motor atau mobil mulai bergerak, maka kita merasakan sepeda motor atau mobil tersebut tidak seberat ketika sedang diam. Fenomen inilah yang menunjukkan mengapa gaya gesek statis selalu lebih besar dari gaya gesek kinetisnya. Hubungan gaya gesek statis, kinetis dan gerak benda Jika gaya F bekerja pada suatu benda maka ada empat kemungkinan, yaitu benda diam, benda tepat akan bergerak, dan benda bergerak dengan kecepatan tetap/konstan, dan benda bergerak dengan percepatan konstan. Hubungan antara gaya luar F, gaya gesek f dan gerak benda disajikan dalam tabel berikut ini. Gaya Luar vs Gaya Gesek Keadaan Benda Jika F fs maka f = fk Benda bergerak ● Jika F = fk maka benda mengalami GLB dan berlaku Hukum I Newton F = 0 ● Jika F > fk maka benda mengalami GLBB dan berlaku Hukum II Newton F – fk = ma Contoh soal gaya gesek statis dan kinetis 1. Sebuah buku bermassa 300 g diletakkan di atas meja. Jika buku diberi gaya luar sebesar 0,5 N dan koefisien gesekan statis antara buku dengan permukaan meja 0,2; berapakah gaya gesek statis maksimum yang terjadi antara buku dengan permukaan meja, dan apakah buku dapat bergerak? g = 10 m/s2. Penyelesaian Diketahui m = 300 g = 0,3 kg F = 0,5 N g = 10 m/s2 μs = 0,2 Ditanyakan fs maks Jawab Untuk mempermudah dalam pengerjaan soal, kita gambarkan objek beserta diagram gayanya seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut ini. Berdasarkan Hukum II Newton, maka resultan gaya yang bekerja pada sumbu-Y adalah sebagai berikut. FY = ma Karena buku tidak bergerak dalam arah vertikal maka a = 0 sehingga FY = 0 N – w = 0 N = w N = mg ……………...… Pers. a Untuk mencari gaya gesek statis, kita dapat menggunakan persamaan fs maks = μsN ………… Pers. b masukkan nilai N pada persamaan a ke persamaan b sehingga diperoleh fs maks = μsmg fs maks = 0,2 × 0,3 × 10 fs maks = 0,6 N Jadi, besarnya fs maks adalah 0,6 N. Karena fs maks > F, maka buku tidak bergerak alias diam. 2. Seorang siswa mendorong balok kayu yang beratnya 40 N di atas lantai. Koefisien gesekan statik antara balok dengan lantai μs adalah 0,5 dan koefisien gesek kinetik μk 0,3. Tentukan Besar gaya yang diberikan siswa tersebut agar balok tepat akan bergerak. Gaya gesek balok dengan lantai pada saat balok diam. Gaya yang diberikan siswa, jika balok bergerak dengan percepatan 2,5 m/s2 dan percepatan gravitasi 10 m/s2 Penyelesaian Diketahui w = 40 N μs = 0,5 μk = 0,3 Ditanyakan a F agar benda tepat akan bergerak b fs dan fk c F jika a = 0,5 m/s2 Jawab Gaya-gaya yang bekerja pada balok tersebut dapat digambarkan sebagai berikut. Dari gambar diagram gaya yang bekerja pada balok di atas, maka kita ketahui bahwa gaya normal sama dengan gaya berat balok. N = w = 40 N Agar balok tepat akan bergerak maka F = fs maks F = μsN F = 0,540 F = 20 N Jadi, gaya yang harus diberikan agar balok tepat akan bergerak adalah 20 Newton. Pada saat balok diam, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek statis, yaitu sebesar 20 N. Pada saat bergerak, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis. fk = μkN fk = 0,340 fk = 12 N Dengan demikian, gaya total yang bekerja pada balok ditentukan dengan menggunakan persamaan Hukum II Newton, yaitu sebagai berikut. Fx = ma F – fk = ma F = ma + fk F = w/ga + fk F = 40/102,5 + 12 F = 42,5 + 12 F = 10 + 12 F = 22 N Jadi, gaya yang diberikan siswa pada balok adalah 22 Newton.