FISIKA TERAPAN I

DOSEN PEMPIMBING :ERNA

GAYA GESEK

Gaya gesek adalah gaya yang timbul karena dua permukaan

benda saling bersentuhan.Dan arah gaya gesek selalu

berlawanan dengan arah gerak benda tersebut.

Pengertian Gaya Gesek.

GAYA GESEKAN (FG)• g = koefisien gesekan

(tergantung pada halus kasarnya permukaan bidang sentuh)

• N = Gaya normal bidang

Besar gaya gesek dirumuskan sebagai berikut:

Nf .Ket : f = gaya gesek ( N ) = koefisien gesek

N= gaya normal ( N )

Dinamika:i : F KN = maj : N = mg

so F Kmg = ma

Model untuk gesekan...

maF

mg

N

i

j

K mg

Gambar diagram benda bebas:Bidang Miring dengan Gesekan:

i

jmg

N

KNma

Perhatikan komponen i dan j dari FNET = ma :

Bidang Miring...

i

j

mg

N

KNma

i mg sin KN = ma

mg sin

j N = mg cos

mg cos

mg sin Kmg cos = ma

a / g = sin Kcos

1. Gambar grafik antara gaya normal dengan gaya gesek statis.

fs

γ

N

dari gradien grafik tersebut maka :

μs = tan α dengan: μs = fs . fs= gaya gesek statis(N) N μs= koefisien gesek statis

fs = μs. N N= gaya normal(N)

2. Gambar grafik antara gaya normal dengan gaya gesek kinetis.

fk

β

N

Maka menurut gradien grafik diatas,maka koefisien gesek kinetis (μk)dapat dinyatakan dengan:

μk= tan β dengan:μk= f k fk = gaya gesek kinetik(N)

N μk=koefisien gesek kinetis N = gaya normal (N)

fk= μk.N

Keadaan Benda :Jika F > fg = Benda sedang bergerakJika F < fg = Benda sedang diamJika fg = F = Benda tepat saat bergerak

Pengaruh Gaya Gesekan Pada Benda Diam

F

fg

Contoh gaya gesek yang menguntungkan:

# prinsip gesekan pada piringan rem sepeda motor dan rem karet dengan pelek roda sepeda,sehingga kelajuannya dapat dikurangi.

# ban motor/mobil dibuat bergerigi dan beralur untuk memperbesar gaya gesek terhadap jalan,sehingga mobil tidak selip dan tergelincir saat berjalan.

# gaya gesek antara tubuh kita dengan benda-benda lain. Sehingga kita dapat berjalan,memegang benda dll.

Contoh gaya gesekan yang yang merugikan.

1. Gesekan antara bagian-bagian mesin kendaraan,sehingga mesin tersebut panas dan cepat rusak.Untuk mengurangi gesekan tersebut maka mesin diberi oli.

2. Gesekan antara udara/angin saat mobil/pesawat saat bergerak,sehingga mengurangi kecepatan. Maka bentuk mobil/pesawat dibuat aerodinamis.

3. Gesekan antara ban kendaraan dengan permukaan jalan yang mengurangi kelajuannya. Sehingga permukaan jalan di aspal.

BERIKUT ADALAH CONTOH SOAL…

• Contoh soal:Sebuah kotak kayu dengan isinya bernassa 50kg diletakan dilantai dan ditarik. Jika koefisien gesek statis kotak dengan lantai 0,5, hitunglah besar gaya gesek statisnya! penyelesaian:diket: m=50 kg μs =0,5 g= 9,8 m/s²ditanya: fs................?jawab : fs= μs . N = μs .( m.g) = 0,5 . (50 kg . 9,8m/s²) = 245 N

• Contoh soalSebuah benda bermassa 100kg ditarik dijala. Jika koefisien gesek kinetisnya 0,2 dan percepatan gravitasi 9,8m/s²,hitung berapa gaya gesek kinetisnya!diket: m=100kg μk=0,2

g =9,8m/s²ditanya: fk............?jawab:fk= μk.N = μk.(m.g) =0,2.(100kg.9,8m/s²)

=196 N

CONTOH 1Pada bidang miring dengan sudut 30º terdapat balok bermassa 8 kg.

koefisien gesekan statis 0,7 dan koefisien gesekan kinetis 0,3. Maka keadaan benda tersebut adalah?

Jawab :

Tinjau benda searah sumbu x

Keadaan awal diam

ΣFx = 0

W.sin θ – fs = 0

8 . 10 . ½ - fs= 0

fs = 40 N

Tinjau benda searah sumbu y

ΣFy = 0

N - W.cos θ= 0

N = 69,28 N

fs maks = µs . N

= 0,7 . (69,28)

= 48,5 N

Karena fs < fs maks maka benda masih tetap diam.

θ

fs

w. cos θw. sin θ

N

m . g

m = 8 kgθ = 30°µs = 0,7µk = 0,3Keadaan benda?

CONTOH 2

Sebuah benda yang beratnya W meluncur ke bawah dengan kecepatan tetap pada suatu bidang miring yang kasar. Bidang miring tersebut membentuk sudut 30º dengan horizontal. Koefisien gesekan antara benda dan bidang tersebut adalah?

Jawab :

Benda meluncur dengan ke-

cepatan tetap → a = 0

ΣF = m . a

mg sin α – fk = m . 0

mg sin α = fk

mg sin 30° = µk . N

mg sin 30° = µk . mg cos 30°

µk = tg 30° = 0,577

α

fk

w. cos α

N

m . g

w. Sin α

α = 30°

Soal:• Sebuah buku bermassa 2kg terletak diam

di atas sebuah meja. Kemudian bukuditarik dengan gaya F pada arahmendatar. Koefisien gesekan statik dankinetik berturut-turut adalah 0.8 dan 0.4sedangkan percepatan gravitasi adalah10m/s2. Tentukan besar gaya gesek danpercepatan jika besarnya gaya F adalah(a) 10 N (b) 16 N (c) 20 N