5 soal tanya dan jawaban gaya gesek statis dan kinetis

KELAS            = 11
PELAJARAN   = FISIKA
KATEGORI      = Gaya gesek
KATA KUNCI   = Gaya gesek statis, kinetis

PEMBAHASAN :
Gaya yang kita ketahui dalam sehari hari ada banyak jenisnya, seperti gaya grafitasi, gaya otot, gaya magnet, gaya pegas dan juga gaya gesek.
Gaya gesek adalah gaya yang timbul karena adanya gaya yang menarik sebuah benda dan arahnya berlawanan. Sehingga gaya gesek dapat menghambat pergerakan dari sebuah benda

Besarnya gaya gesek yang terjadi pada sebuah benda bergantung pada:
- Kekasaran permukaan benda (koefisien gesek = μ)
- Besarnya gaya Normal (N)

Gaya gesek tidaklah bergantung dari luar permukaan yang bergesekan,
Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :
fs = μ N
Keterangan :
fs = gaya gesek (N)
μ = koefisien gesek
N = gaya normal (N)

Koefisien gesek adalah angka perbandingan tetap untuk dua permukaan tertentu yang bergesekan. Koefisien gesek ada 2 yaitu :
1. Koefisien gesek statis : berlaku pada benda yang diam
sehingga besar gaya gesek statisnya adalah :
fs = μs x N

2. Koefisien gesek kinetis : berlaku pada benda yang bergerak
sehingga besar gaya gesek statisnya adalah :
fk = μk x N

Contoh soal:
1. 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 

2. Dibawah ini merupakan contoh gaya gesek yang menguntungkan, kecuali...
a. Gesekan antara mur dan baut
b. Gesekan antara sepatu dan lantai
c. Gesekan antara as dan bos pada roda sepeda
d. Gesekan antara penghapus dan papan tulis
e. Gesekan antara roda dan jalan
jawaban : c. Gesekan antara as dan bos pada roda sepeda

3. Gaya 60 N digunakan untuk menarik balok bermassa 5 kg dari atas meja. jika koefisien gesekan statis antara balok dengan meja sebesar 0,3 dan percepatan gravitasi 10m/s², maka tentukan: a. gaya gesek b. resultan gaya pada balok c. percepatan balok

jawaban :
a. Gaya gesek
N = m x g 
    = 5 x 10
    = 50 N

Fg = μs x N
     = 0,3 x 50
     = 15 N

b. Resultan gaya :
R = F - Fg
    = 60 - 15
    = 45 N

c. Percepatan :
F - Fg = m x a
60 - 15 = 5 x a
45        = 5 x a
       a   = 45/5
       a   = 9 m/s²

4. Bila benda 1N ditarik dengan gaya 1N pada suatu bidang datar dengan koefisien gesekan kinetis 1/4, maka percepatan benda adalah

jawaban : 
Diketahui :
W = 1 N
F = 1 N
μk = 1/4 = 0,25 
Ditakan : a ?

Dijawab :
massa = W/g
            = 1/10
            = 0,1 kg

Gaya gesek , μk = μ jadi 
Fg = μ x m x g
     = 0,25 x 0,1 x 10
     = 0,25 N

Jadi Percepatan :
F - Fg   = m x a
1 - 0,25 = 0,1 x a
0,75      = 0,1 x a
a           = 0,75/0,1
a           = 7,5 m/s²

5. 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
jawban :
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)