Menu

Soal dan pembahasan menghitung gaya gesekan

0 Comment

Gaya gesek merupakan gaya yang timbul sebagai akibat dua permukaan benda saling bersinggungan atau bersentuhan. Apabila pada sebuah benda bekerja gaya tertentu sehingga benda bergerak, maka arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek dilambangkan dengan huruf f (friction) dan memiliki satuan Newton (N).

Berikut ini ada beberapa contoh soal yang berkaitan dengan gaya gesek, serta dilengkapi dengan pembahasannya.

1. Sebuah perusahaan ekspedisi barang, baru saja menurunkan sebuah peti 500 N dari truknya. Seorang pegawainya mengikatkan tali pada peti itu dan kemudian menyeret peti itu. Untuk menarik peti dari keadaan diam sampai tepat akan bergerak diperlukan gaya tarik horizontal 230 N. Begitu peti bergerak, dia hanya memerlukan gaya 200 N. Berapa koefisien gesekan statik dan kinetik antara permukaan peti dan jalan?
Jawab :

2. Perhatikan gambar berikut, benda mula-mula dalam kondisi rehat!

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 25 N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda
d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

Pembahasan
Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut:

a) Gaya normal
Σ Fy = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:
fsmaks = μs N
fsmaks = (0,2)(100) = 20 N
Ternyata gaya yang gesek statis maksimum (20 N) lebih kecil dari gaya yang menarik benda (25 N), Sehingga benda bergerak. Untuk benda yang bergerak gaya geseknya adalah gaya gesek dengan koefisien gesek kinetis :
fges = fk = μk N
fges = (0,1)(100) = 10 N

c) Percepatan gerak benda
Hukum Newton II :
Σ Fx = ma
F − fges = ma
25 − 10 = 10a
a = 15/10 = 1,5 m/s2

d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon
S = Vo t + 1/2 at2
S = 0 + 1/2(1,5)(22)
S = 3 meter

3. Gaya sebesar 170 N dikerjakan pada lemari kayu bermassa 40 Kg sehingga bergerak. jika koefisien gesekan kinetik antara lemari kayu dengan bidang = 0,3 dan g = 9,8 m/s2, percepatan yang dialami lemari kayu sebesar ….. m/s2

jawaban :
Gaya Normal = N = W
W = m x g
= 40 x 0,3
= 12

Gaya gesek Kinetis :
Fk = μk x N
= 0,3 x 112
= 51 N
Fk = Fg

maka Percepatan :
F – Fg = m x a
170 – 12 = 40 x a
158 = 40 x a
a = 158/40
a = 3,95 m/s²

4. Sebuah kotak kayu bermassa 4 kg berada di atas lantai datar . jika diketahui koefisien gesek statis nya 0,8. koefisien gesek kinetis nya 0,5 . dan besar percepatan gravitasi g = 10 m/s2, gaya mendatar sebesar 25 N akan menggerakkan kotak itu dengan percepatan sebesar…

Jawaban :
Gaya Normal :
N – W = 0
N = W
= mx g
= 4 x 10
= 40 N

Fk = μk x N
= 0,5 x 40
= 20 N

Jadi percepatan :
F – Fk = m x a
25 – 40 = 4 x a
5 = 4 x a
a = 5/4
a = 1,25 m/s² (A)