Fisika Study CenterNever Ending Learning

(/)

Dinamika 2 Gaya Gesek

Fisikastudycenter.com ­ Contoh Soal dan Pembahasantentang Dinamika Gerak, Materi Fisika kelas 2 (XI) SMAdengan melibatkan gaya gesek dalam beberapa kasusdinamika, variasi menentukan nilai gaya normal, gayakontak dan penguraian gaya­gaya.

Rumus ­ Rumus MinimalHukum Newton IΣ F = 0 

→ benda diam atau → benda bergerak dengan kecepatan konstan / tetap atau → percepatan gerak benda nol atau → benda bergerak lurus beraturan (GLB)

Hukum Newton IIΣ F = ma → benda bergerak dengan percepatan tetap→ benda bergerak lurus berubah beraturan (GLBB)→ kecepatan gerak benda berubah

Gaya GesekGaya Gesek Statis → f  = μ  NGaya Gesek Kinetis → f  = μ  Ndengan N = gaya normal, μ  = koefisien gesek statis, μ  = koefisien gesek kinetis

Gaya BeratW = mg

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1Perhatikan gambar berikut! 

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 12 N ke arah kanan. Jika koefisiengesekan 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 lantaic) Percepatan gerak benda

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Gaya­gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut: 

s s

k k

s k

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

b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:f  = μ  Nf  = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya gesek statis maksimum masih lebih besar dari gaya yang menarik benda (F) sehingga benda masihberada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :Σ F  = 0 F − f  = 012 − f  = 0f  = 12 N

c) Percepatan gerak bendaBenda dalam keadaan diam, percepatan benda NOL

Soal No. 2Perhatikan gambar berikut, benda mula­mula dalam kondisi rehat! 

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 25 N ke arah kanan. Jika koefisiengesekan 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 lantaic) Percepatan gerak bendad) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Gaya­gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut: 

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

b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:f  = μ  Nf  = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya yang gesek statis maksimum (20 N) lebih kecil dari gaya yang menarik benda (25 N), Sehingga bendabergerak. Untuk benda yang bergerak gaya geseknya adalah gaya gesek dengan koefisien gesek kinetis :f  = f  = μ  Nf  = (0,1)(100) = 10 N

c) Percepatan gerak bendaHukum Newton II :Σ F  = maF − f  = ma25 − 10 = 10aa =  /  = 1,5 m/s

d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekonS = V  t +  /  atS = 0 +  / (1,5)(2 )S = 3 meter

Soal No. 3Perhatikan gambar berikut, benda 5 kg mula­mula dalam kondisi tidak bergerak! 

y

smaks s

smaks

x

ges

ges

ges

y

smaks s

smaks

ges k k

ges

x

ges

1510

2

o12

2

12

2

Jika sudut yang terbentuk antara gaya F = 25 N dengan garis mendatar adalah 37 , koefisien gesek kinetis permukaanlantai adalah 0,1 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s  tentukan nilai:a) Gaya normalb) Gaya gesekc) Percepatan gerak benda(sin 37  = 0,6 dan cos 37  = 0,8)

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Gaya­gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut: 

a) Gaya normalΣ F  = 0N + F sin θ − W = 0N = W − F sin θ = (5)(10) − (25)(0,6) = 35 N

b) Gaya gesekJika dalam soal hanya diketahui koefisien gesek kinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak, sehingga f  = f  :f  = μ  N f  = (0,1)(35) = 3,5 N

c) Percepatan gerak bendaΣ F  = maF cos θ − f  = ma(25)(0,8) − 3,5 = 5a5a = 16,5a = 3,3 m/s

Soal No. 4Perhatikan gambar berikut, balok 100 kg diluncurkan dari sebuah bukit! 

Anggap lereng bukit rata dan memiliki koefisien gesek 0,125. Percepatan gravitasi bumi 10 m/s  dan sin 53  = 0,8,cos 53  = 0,6. Tentukan nilai dari :a) Gaya normal pada balokb) Gaya gesek antara lereng dan balokc) Percepatan gerak balok

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Gaya­gaya pada balok diperlihatkan gambar berikut: 

a) Gaya normal pada balokΣ F  = 0N − W cos θ = 0N − mg cos 53  = 0

o

2

o o

y

ges k

ges k

ges

x

ges

2

2 o

o

y

o

N − (100)(10)(0,6) = 0N = 600 Newton

b) Gaya gesek antara lereng dan balokf  = μ  Nf  = (0,125)(600) = 75 newton

c) Percepatan gerak balokΣ F  = maW sin θ − f  = mamg sin 53  − f  = ma(100)(10)(0,8) − 75 = 100aa =  /  = 7,25 m/s

Soal No. 5Balok A massa 40 kg dan balok B massa 20 kg berada di atas permukaan licin didorong oleh gaya F sebesar 120 Nseperti diperlihatkan gambar berikut! 

Tentukan :a) Percepatan gerak kedua balokb) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)a) Percepatan gerak kedua balokTinjau sistem :Σ F = ma120 = (40 + 20) aa =  /  m/s

b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan BCara pertama, Tinjau benda A : 

Σ F = maF − F  = m  a120 − F  = 40(2)F  = 120 − 80 = 40 Newton

Cara kedua, Tinjau benda B : 

Σ F = maF  = m  aF  = 20(2) = 40 Newton

Soal No. 6Balok A dan B terletak pada permukaan bidang miring licin didorong oleh gaya F sebesar 480 N seperti terlihat padagambar berikut! 

Tentukan :a) Percepatan gerak kedua balokb) Gaya kontak antara balok A dan B

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)a) Percepatan gerak kedua balok

ges k

ges

x

geso

ges

725100

2

12060

2

kontak A

kontak

kontak

kontak B

kontak

Tinjau Sistem :Gaya­gaya pada kedua benda (disatukan A dan B) terlihat pada gambar berikut: 

Σ F = maF − W sin 37  = ma480 − (40 + 20)(10)(0,6) = (40 + 20) aa =  /  = 2 m/s

b) Gaya kontak antara balok A dan B

Cara pertama, tinjau balok A Gaya­gaya pada balok A terlihat pada gambar berikut :

Σ F = maF − W  sin 37  − F  = m  a480 − (40)(10) (0,6) − F  = (40)(2)480 − 240 − 80 = FF  = 160 Newton

Cara kedua, tinjau benda B

Σ F = maF  − W  sin 37  = m  aF  − (20)(10)(0,6) =(20)(2)F  = 40 + 120 = 160 Newton

Soal No. 7

Balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C (lihat gambar). Balok B beratnya 500 N. Koefisien gesekanantara A dan B = 0,2 dan koefisien gesekan antara B dan lantai = 0,5. Besarnya gaya F minimal untuk menggeserbalok B adalah....newtonA. 950 B. 750C. 600 D. 320E. 100 (Sumber Soal : UMPTN 1993)

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)f  → gaya gesek antara balok A dan B

o

12060

2

Ao

kontak A

kontak

kontak

kontak

kontak Bo

B

kontak

kontak

AB

f  → gaya gesek antara balok B dan lantai

f  = μ  Nf  = (0,2)(100) = 20 N

f  = μ  Nf  = (0,5)(100 + 500) = 300 N

Tinjau benda B

Σ F  = 0F − f  − f  = 0F − 20 − 300 = 0F = 320 Newton

Soal No. 8Benda pertama dengan massa m  = 6 kg dan benda kedua dengan massa m  = 4 kg dihubungkan dengan katrol licinterlihat pada gambar berikut ! 

Jika lantai licin dan m  ditarik gaya ke kanan F = 42 Newton, tentukan :a) Percepatan benda pertamab) Percepatan benda keduac) Tegangan tali T

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)a) Percepatan benda pertamaHubungan antara percepatan benda pertama (a ) dan percepatan benda kedua (a ) adalah:a  = 2a  ataua  =  / a

Tinjau m  

F − 2T = m a42 − 2T = 4a42 − 2T = 4( / )a42 − 2T = 2a  (Pers. 1)

Tinjau m  

T = m aT = 6 a  (Pers. 2)

Gabung Pers. 1 dan Pers. 242 − 2T = 2a42 − 2(6a ) = 2a42 = 14 aa  =  /  = 3 m/s

b) Percepatan benda keduaa  =  / aa  =  / (3) = 1,5 m/s

c) Tegangan tali TT = 6a  = 6(3) = 18 Newton

BL

AB AB

AB

BL BL

BL

x

AB BL

1 2

2

1 2

1 2

212 1

2

2 2

212 1

1

1

1 1

1

1

1 1

1

142

142

212 1

212

2

1

Soal No. 9Massa A = 4 kg, massa B = 6 kg dihubungkan dengan tali dan ditarik gaya F = 40 N ke kanan dengan sudut 37terhadap arah horizontal! 

Jika koefisien gesekan kinetis kedua massa dengan lantai adalah 0,1 tentukan:a) Percepatan gerak kedua massab) Tegangan tali penghubung antara kedua massa

PembahasanTinjauan massa B : 

Nilai gaya normal N :Σ F  = 0N + F sin 37  = WN + (40)(0,6) = (6)(10)N = 60 − 24 = 36 N

Besar gaya gesek :f  = μ  Nf  = (0,1)(36) = 3,6 N

Hukum Newton II:Σ F  = maF cos 37  − f  − T = ma(40)(0,8) − 3,6 − T = 6 a28,4 − T = 6 a → (persamaan 1)

Tinjauan gaya­gaya pada massa A

Σ F  = maT − f  = maT − μ  N = maT − μ  mg = maT − (0,1)(4)(10) = 4 aT = 4a + 4 → Persamaan 2

Gabung 1 dan 2 28,4 − T = 6 a28,4 − ( 4a + 4) = 6 a24,4 = 10aa = 2,44 m/s

b) Tegangan tali penghubung antara kedua massaT = 4a + 4 T = 4(2,44) + 4T = 13,76 Newton

Soal No. 10Diberikan gambar sebagai berikut!

o

yo

gesB k

gesB

xo

gesB

x

gesAk

k

2

Jika massa katrol diabaikan, tentukan:a) Percepatan gerak kedua bendab) Tegangan tali penghubung kedua benda

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Tinjau A 

Σ F  = maT − W  sin 37  = m  aT − (5)(10)(0,6) = 5 aT − 30 = 5a → (Persamaan 1) 

Tinjau B 

Σ F  = maW  sin 53  − T = m  a(10)(0,8) − T = 10 a (10)(10)(0,8) − T = 10 a80 − T = 10aT = 80 − 10 a → (Persamaan 2)

Gabung 1 dan 2T − 30 = 5a (80 − 10 a) − 30 = 5 a15 a = 50a =  /  =  /  m/s

b) Tegangan tali penghubung kedua bendaT − 30 = 5aT − 30 = 5(  / ) T = 46,67 Newton

Soal No. 11Diberikan gambar sebagai berikut: 

Massa balok A = 6 kg, massa balok B = 4 kg. Koefisien gesekan kinetis antara balok A dengan B adalah 0,1 dankoefisien gesekan antara balok A dengan lantai adalah 0,2. Tentukan besar gaya F agar balok A bergerak lurusberaturan ke arah kanan, abaikan massa katrol!

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Tinjau B 

x

Ao

A

x

Bo

B

5015

103

2

103

Related Searches

Hari Raya

Bahasa Inggris

Malay Language

Free ForeclosureListings

Meal Planner

Last Minute HotelDeals

Anti Aging Skin CareProducts

Buy A Cell Phone

?

Related Searchby Catered to You

Benda bergerak lurus beraturan → a =0Σ F  = 0T − f  =0T = f  = μ  N = μ  mg= (0,1)(4)(10) = 4 N

Tinjau A 

Σ F  = 0F − T − f  − f  = 0dengan f  = μ  N = (0,2)(10)(10) = 20 N(Gaya normal pada A adalah jumlah berat A ditambah berat B, karena ditumpuk)Sehingga :F − 4 − 4 − 20 = 0F = 28 Newton

Soal No. 12Sebuah elevator bermassa 400 kg bergerak vertikal ke atas dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2 m/s . Jikapercepatan gravitasi 9,8 m/s  , maka tegangan tali penarik elevator adalah....A. 400 newtonB. 800 newtonC. 3120 newtonD. 3920 newtonE. 4720 newton(Sumber Soal : Proyek Perintis I 1981)

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)

Σ F  = maT − W = maT − (400)(9,8) =(400)(2)T = 800 + 3920 = 4720 Newton

Soal No. 13 Dari soal nomor 12, tentukan tegangan tali penarik elevator jika gerakan elevator adalah ke bawah!

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Elevator bergerak ke bawah :Σ F  = maW − T = ma(400)(9,8) − T = (400)(2)T = 3920 − 800 = 3120 Newton 

Soal No. 14 Perhatikan susunan dua buah benda berikut ini:

x

BA

BA BA BA

x

AB AL

AL AL

2

2

y

y

Koefisien gesekan kinetis antara massa pertama dengan lantai adalah 0,1 , massa benda pertama = 4 kg dan massabenda kedua 6 kg. Tentukan :a) Percepatan gerak benda pertamab) Percepatan gerak benda kedua

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)a) Percepatan gerak benda pertamaHubungan percepatan benda pertama dan benda kedua adalah :a  =2aataua  =  / a

Tinjau benda pertama

Σ F  = m aT − f = 4 aT − μ  N = 4aT − (0,1)(4)(10) = 4 aT = 4a  + 4 → Persamaan 1

Tinjau benda kedua 

Σ F  = m aW − 2T = (6)( /  a )60 − 2T = 3a  → Persamaan 2

Gabung Persamaan 2 dan Persamaan 160 − 2T = 3 a60 − 2(4a  + 4) = 3a60 − 8a  − 8 = 3a52 = 11aa  =  /  m/s

b) Percepatan gerak benda keduaa  =  /  aa  =  /  (  /  ) =  /  m/s

Soal No. 15 Balok m bermassa 10 kg menempel pada dinding kasar dengan koefisien gesekan kinetis 0,1. Balok mendapat gayahorizontal F  = 50 N dan gaya vertikal F  . 

Tentukan besar gaya vertikal F  agar balok bergerak vertikal ke atas dengan percepatan 2 m/s  ! 

Pembahasan (http://www.fisikastudycenter.com/)Tinjauan gaya yang bekerja pada m :

1 2

212 1

x 1 1

1

k 1

1

1

y 2 212 1

1

1

1 1

1 1

1

152

112

212 1

212

5211

2611

2

2 1

12

Σ F  = 0N − F  = 0N − 50 = 0N = 50 Newton

Σ F  = maF  − W − f = maF  − mg − μ  N = maF  − (10)(10) − (0,1)(50) = 10(2)F  = 20 + 100 + 5 = 125 Newton

Soal Latihan

Soal Latihan No.1 Benda bermassa 4 kg diberi kecepatan awal 10 m/s dari ujung bawah bidang miring seperti gambar. 

Benda mengalami gaya gesek dari bidang sebesar 16 N dan sinα =0,85. Benda berhenti setelah menempuh jarak (A) 3 m (B) 4 m (C) 5 m (D) 6 m (E) 8 m (Sumber Soal : UM UGM 2009)

Soal Latihan No. 2Lima buah benda (sebutlah balok), masing­masing bermassa 2 kg, 3 kg, 4 kg, 5 kg dan 6 kg, dihubungkan dengan tali­tali tanpa massa (halus), lalu ditarik mendatar di atas lantai dengan gaya sebesar 40 N seperti gambar di bawah. 

Koefisien gesek antara masing­masing benda dan lantai 0,1, percepatan gravitasi 10 m/s . Tentukan besar tegangantali penghubung benda :a) 2 kg dan 3 kg b) 4 kg dan 5 kg(Sumber gambar : UM UGM 2008) 

(Rintisan Awal ­ Fisikastudycenter.com)

Vektor (/fisika­x­sma/5­vektor)Mencari Dimensi (/fisika­x­sma/1­mencari­dimensi)Listrik Statis Kelas IX SMP (/fisika­smp/57­listrik­statis­kelas­ix­smp)Cara Membaca Jangka Sorong (/animasi­fisika/284­cara­membaca­jangka­sorong)GLB ­ GLBB Gerak Lurus (/fisika­x­sma/243­glb­glbb­gerak­lurus)Fluida Dinamis (/fisika­xi­sma/38­fluida­dinamis)Gelombang (/fisika­xii­sma/44­gelombang)Kinematika Gerak (/fisika­xi­sma/26­kinematika­gerak)Suhu dan Kalor (/fisika­x­sma/6­suhu­dan­kalor)Fluida Statis (/fisika­xi­sma/37­fluida­statis)

Main MenuHome (/)

x

2

y

1

1 k

1

1

2

Beli Gmail U/ Domain AndaAlamat Email Bisnis Khusus. Mulai Uji Coba Gratis 30 Hari.

Back to Top

In English (http://physics.fisikastudycenter.com)Fisika X SMA (/fisika­x­sma)Fisika XI SMA (/fisika­xi­sma)Fisika XII SMA (/fisika­xii­sma)Fisika SMP (/fisika­smp)Olimpiade Fisika (/olimpiade­fisika)UN Fisika SMA (/un­fisika­sma)UN Fisika SMP (/un­fisika­smp)Bank Soal UN Fisika SMA (/bank­soal­un­fisika­sma)Bank Soal UN Fisika SMP (/bank­soal­un­fisika­smp)Ilustrasi Fisika Animasi (/animasi­fisika)Tips (/tips)Rumus Fisika (/rumus­fisika)Tabel­Tabel (/tabel­tabel)SKL UN Fisika (/skl­un­fisika)Materi Fisika SMA (/materi­fisika­sma)Bank Soal Semester SMA (/bank­soal­semester)Bank Soal Semester SMP (/bank­soal­semester­smp)Astronomi (/astronomi)Try Out Online (/try­out­fisika­smp­sma)

  Search

© 2015 Fisika Study Center