Langsung ke konten utama

Gaya Gesek

Pernahkah kalian mendorong atau menarik balok dan sulit bergerak? Misalnya seperti pada Gambar.
Salah satu penyebab keadaan itu adalah gaya gesek. Sep-erti penjelasan di depan, gaya gesek erupakan proyeksi gaya kontak yang sejajar bidang sentuh. Pada gerak trans-lasi arah gaya ini akan menentang kecenderungan arah gerak sehingga dapat mempersulit gerak benda.Berdasarkan keadaan benda yang dikenainya, gaya gesek dapat dibagi menjadi dua. Untuk keadaan benda yang diam dinamakan gaya gesek statis fsdan untuk keadaan benda yang bergerak dinamakangaya gesek kinetik fk.

Gaya gesek statis
Gaya gesek ini terjadi pada keadaan diam berarti besarnya akan memenuhi hukum I Newton. Contohnya seperti balok pada Gambar.

Balok ditarik gaya F, karena tetap diam berarti fs= F agar ΣF = 0.
Gaya gesek statis ini memilki nilai maksimum fs max yaitu gaya gesek yang terjadi pada saat benda tepat akan bergerak. fs max dipengaruhi oleh gaya normal dan kekasaran bidang sentuh (μs). Gaya gesek statis maksimum sebanding dengan gaya normal N dan sebanding dengan koefisien gesek statis μs. Dari kesebandingan ini dapat dirumuskan sebagai berikut.
fs max = μS N
dengan : fS max= gaya gesek statis maksimum (N)
μS = koefisien gesek statis
N = gaya normal (N)

Gaya gesek kinetik
Gaya gesek kinetik timbul saat benda bergerak. Besar gaya gesek kinetik sesuai dengan fs max yaitu sebanding dengan gaya normal N dan sebanding dengan koefisien gesek kinetik μk.
Dari hubungan ini dapat dirumuskan seperti berikut.

fk= μk . N

dengan : fk= gaya gesek kinetik (N)
μk = koefisien gesek kinetik
N = gaya normal (N)

contoh
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. F = 100 N
b. F =140 N
Penyelesaian
m = 20 kg
μs= 0,6
μk = 0,3
g = 10 m/s2
Keadaan balok dapat digambarkan seperti pada Gambar 4.14.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
a= 4 m/s2

TUGAS

Sebuah balok 10 kg diam di atas lantai datar. Koefisien gesekan statis  s μ= 0,4 dan koefisien gesekan kinetis  k μ = 0,3. Tentukanlah gaya gesekan yang bekerja pada balok jika gaya luar Fdiberikan dalam arah horizontal sebesar
a. 0 N,
b. 20 N, dan
c. 42 N

LINK FISIKA
|| HOME || HUKUM NEWTON || HUKUM I NEWTON || HUKUM II NEWTON || HUKUM III NEWTON || JENIS-JENIS GAYA ||PENERAPAN HUKUM NEWTON ||
Label:

Postingan populer dari blog ini

Transformasi Lorentz (relativitas Kecepatan)

Pada transformasi Galileo telah dikemukakan bahwa selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dengan pengamat yang relatif bergerak terhadap peristiwa adalah sama ( t = t’ ) . Hal inilah yang menurut Einstein tidak benar, selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak relatif adalah tidak sama ( t ≠ t’ ) . Transformasi Lorentz pertama kali dikemukaan oleh Hendrik A. Lorentz, seorang fisikawan dari Belanda   pada tahun 1895. Karena waktu pengamatan oleh pengamat yang diam pada kerangka acuan S dan pengamat yang bergerak pada kerangka acuan S’ hubungan transformasi pada Galileo haruslah mengandung suatu tetapan pengali   yang disebut tetapan transformasi.   Sehingga persamaan yang menyatakan hubungan antara koordinat pada kerangka acuan S dan S’ dituliskan sebagai berikut : Transformasi Lorentz          x’ =   ϒ (x – v.t), y’ = y, z’ = z    dan    t’ ≠ t                   .... (9.6) Kebali
Baca selengkapnya

Gaya Pemulih pada Pegas

1.   Gaya Pemulih   Gaya pemulih dimiliki oleh setiap benda elastis yang terkena gaya sehingga benda elastis tersebut berubah bentuk. Gaya yang timbul pada benda elastis untuk menarik kembali benda yang melekat padanya disebut gaya pemulih. Akibat gaya pemulih tersebut, benda akan melakukan gerak harmonik sederhana. Dengan demikian, pada benda yang melakukan gerak harmonik sederhana bekerja gaya pemulih yang selalu mengarah pada titik kesetimbangan benda. a. Gaya Pemulih pada Pegas Pegas adalah salah satu contoh benda elastis. Oleh karena sifat elastisnya ini, suatu pegas yang diberi gaya tekan atau gaya regang akan kembali ke keadaan setimbangnya mula-mula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Perhatikan gambar, anggap mula-mula benda berada pada posisi y = 0 sehingga pegas tidak tertekan atau teregang. Posisi seperti ini dinamakan posisi keseimbangan. Ketika benda ditekan ke bawah (y = –) pegas akan menarik benda ke atas, menuju posisi keseimbangan. Sebaliknya jik
Baca selengkapnya

Teori Kuantum Planck

Perkembangan teori tentang radiasi mengalami perubahan besar  pada saat Planck menyampaikan teorinya tentang radiasi benda hitam. Planck mulai bekerja pada tahun 1900. Planck mulai  mempelajari sifat dasar dari getaran molekul-molekul pada dinding rongga benda hitam. Dari hasil pengamatannya Planck membuat simpulan sebagai berikut. Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu (diskrit) berupa paket-paket energi. Paket-paket energi ini dinamakan kuanta (sekarang dikenal sebagai foton) . Energi setiap foton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi dan dapat dituliskan : E = h f                     dengan  :  E  =  energi foton (joule)                   f   =  frekuensi foton (Hz)                   h  =  tetapan Planck (h = 6,6.10 -34 Js) Jika suatu gelombang elektromegnetik seperti cahaya memiliki banyak foton maka energinya memenuhi hubungan berikut.         E = nhf Persamaan yang sangat berkaitan dengan hubungan di atas adal
Baca selengkapnya