LEMBAR KEGIATAN SISWA 01

1. Gaya Gesek Statis

Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan yang timbul antara dua permukaan benda yang diam atau tidak ada gerak relatif satui terhadap yang lain. Sebuah benda beratnya W diletakkan pada suatu permukaan kasar. Pada balok bekerja gaya segaris, yaitu gaya normal ( N ) dengan gaya berat ( W ). ( gambar 5.3 )

Dalam keadaan seimbang,

W = N

W = m.g

W = gaya berat ( Newton )

N = gaya normal ( Newton )

m = massa benda ( kg )

g = percepatan gravitasi ( ms- 2 )

Pada balok dikerjakan gaya F, ternyata balok tidak bergerak. Dalam hal ini ada gaya lain yang melawan gaya F. Gaya lawan ini disebut gaya gesek statis ( fs ), yaitu komponen gaya kontak yang arahnya mendatar. Berarti gaya dorong ( F ) sama dengan atau lebih kecil dari gaya gesek statis (fs ).

F

EMBED Equation.3 fsGaya gesekan yang terjadi pada benda diam ( tidak bergerak ) disebut gaya gesekan statik ( = fs )

Gaya Dorong diperbesar

Gaya gesekan statik dimulai dari nol dan membesar sesuai dengan gaya dorong.

Pada saat akan bergerak, gaya dorong / gaya tarik sama dengan gaya gesekan statis maksimum.

Gaya F diperbesar, fs ikut membesar sedikit demi sedikit, akhirnya mencapai maksimum ketika balok itu tepat akan bergerak.

K = gaya kontak

N = gaya normal

F = gaya tarik

Fs = gaya gesek statis

W = gaya berat

Besarnya gaya gesekan ststis maksimum tergantung pada :

sifat permukaan yang bersentuhan / kekasaran permukaan,

massa benda,

percepatan gravitasi

posisi bendaSecara matematik gaya gesek statik dirumuskan :

fs = s. N

N = gaya normalfs = gaya gesek statis maksimum

s = koefisien gesek statis

( kesebandingan antara gaya gesekan statik maksimal sebanding dengan gaya normal disebut koefisien gesekan statik)

Catatan :

F

EMBED Equation.3 fs( benda tidak bergerak, a = 0

F = fs( benda tepat akan bergerak, a = 0

F > fs( benda bergerak, a > 0

2. Gaya Gesek Kinetik

Sebuah balok ditarik ke kanan dengan gaya F tertentu sehingga kecepatan balok tetap ( V = tetap ), maka :

Percepatan a = 0, atau Fx = 0 dan FY = 0

Ketika balok bergerak ke kanan, gaya kontak akan condong ke kiri.

Gaya kontak dapat diuraikan menjadi :

Komponen gaya vertikal N dan,

Komponen gaya horizontal fk ( yang disebut gaya gesek kinetik )

Komponen gaya vertikal,

Fy = 0

( N W = 0

( N = W = m.g

Komponen gaya horizontal

Fx = 0

( F fk = 0

( F = fk

Jadi makin berat suatu benda, maka gaya fk makin besar, sehingga gaya tarik F harus besar pula untuk menggerakkan benda dengan kecepatan tetap.

fk N

fk = konstanta. N

fk = k . N

dengan,

k = koefisien gesekan kinetik

N = gaya normal

fk = gaya gesekan kinetikV. Alat dan Bahan

Alat dan Bahan :

Balok berkait (A)

Neraca pegas (B)

Meja tripleks ( C )

Kertas atau kaca

Katroil dengan klem D

Beban : 100 g; 200 g

VI. Langkah Percobaan :

a. Timbanglah berat : balok A (WA) (WA) = . . . . . . ( N)

Beban 100 g (W1) = . . . . . . ( N)

Beban 200 g (W2) = . . . . . . ( N)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)

b. Susunlah alat-alat seperti pada gambar !

c. Tariklah balok A ( dengan neraca B ) dengan gaya F yang mula-mula sangat kecil, kemudian diperbesar sedikit demi sedikit.

Bagaimana keadaan balok itu ? . . . . . . . . . . . . (2)

d. Pada keadaan F yang masih kecil ternyata balok masih diam. Jadi resultan gaya yang bekerja pada balok adalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)

e. Berarti pada balok selain gaya F, bekerja juga gaya lain yang besarnya . . . . . . . . . . . dan arahnya . . . . . . . . . . . dengan gaya F. . . . . . . . . . . . . (4)

f. Gaya gaya F diperbesar berangsur-angsur, bagaimana pula harga gesekan itu pada saat balok masih diam ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)

g. Adakah batas harga gesekan itu ? . . . . . . . . . (6)

Bilamana harga itu tercapai ? . . . . . . . . . . . . (7)

Kesimpulan : Selama benda belum bergerak, besar gesekan (f) . . . . . . . . hingga selalu . . . . . . . . . . dan arahnya . . . . . . . . . . . . . dengan F . . . . .(8)

h. Ulangi percobaan itu sampai balok bergerak. Pada saat balok tepat mulai bergerak, catalah besargaya F itu. F itu : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (9)

maka besar gesekan f pada saat akan bergerak sebesar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (10) Jadi gesekan itu mempunyai harga maksimum sebesar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (11)

i. Selama balok terletak di atas meja, bidang meja melakukan gaya pada balok yang arahnya . . . . (12) Gaya ini disebut gaya normal. Berapakah besar gaya normal N itu ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (13) Gambar di bawah ini menunjukkan balok pada saat akan bergerak.

Lukiskan semua gaya yang bekerja pada balok saat itu !

j. Letakkan beban 100 gram di atas balok A, tariklah balok itu dengan gaya tarik F sedemikian hingga balok tepat mulai bergerak. Catatlah gaya F tersebut ! F = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (15)

Besar gesekan fs = . . . . . . . . . . . . . . . . . N (16)

Besar gaya norma N = . . . . . . . . . . . . N (17)

k. Ulangi percobaan J dengan meletakkan beban 200 g di atas balok A.

F = . . . . . . . . . . . . . . N (18)

fs = . . . . . . . . . . . . . . N (19)

N = . . . . . . . . . . . . . . N (20)

l. Masukkan hasil (1), (j), (k) ke dalam tabel berikut .

No.KegiatanF

(N)fs(N)N

(N)fs/N

1.

2.

3.h

j

k

Bagaimana harga fs / N dari masing-masing percobaan tersebut ? . . . . . . . . .(21)

Informasi : fs /N pada eksperimen ini disebut koefisien gesekan statik, ditulis s.

Jadi s = . . . . . . . . (22)

Hitunglah nilai rata-rata s dari tabel di atas . .(23)

Buatlah grafik yang menyatakan hubungan antara fs dan N (fs sumbu tegak; N = sumbu datar ) . . . (25)

Dari grafik yang sudah dibuat, tentukanlah nilai s . . . . . . . . . .(26)

m. Bandingkan kedua nilai s itu . . . . . . .(27)

Apakah satuan koefisien gesekan statik ?. . . . (28)

n. Dari kegiatan-kegiatan tersebut faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya s. . . . . (29)

VI. Tempat : Ruang Lab.VII. Penilaian :a.Kognitif

1. Sebuah balok ditarik ke kanan dengan kecepatan tetap oleh gaya yang besarnya 10 N dengan membentuk sudut 300 terhadap horisontal. Jika koefisien gesekan kinetik antara balok dan permukaan 0,5. berapakah berat balok ?

2. Sebuah mobil massa 1 ton berjalan dengan kecepatan tetap 72 km/jam. Tiba-tiba di-rem dengan gaya 2.000 N. Tentukan :

A. perlambatan benda,

B. lamanya pengereman, hingga mobil berhenti,

C. perpindahan mobil dari waktu pengereman hingga berhenti, jika koefisien gesekan kinetis 0,2 !

3. Sebuah balok terletak pada bidang datar yang koefisien gesek kinetiknya 0,25. Jika benda diberi gaya 20 N seperti gambar di samping ( gambar. 5.10 ). Bila tan = , m = 2 kg. Tentukan :

A. gaya gesekan benda,

B. percepatan benda.

4. Suatu benda yang massanya 10 kg terletak pada lantai mendatar yang koefisien gesek kinetiknya 0,25. Kemudian benda dipengaruhi gaya 75 N. Hitunglah percepatan benda yang timbul jika :

A. gaya F mendatar

B. gaya F condong ke atas terhadap lantai sebesar ( cos = ).

5. Sebuah balok massanya 10 kg dilempar menggeser ke lantai kasar dengan kecepatan awal Vo = 10 ms -1, ternyata berhenti setelah 50 meter. Berapa koefisien gesek kinetik ? Gb.7.1 Gaya Normal dan gaya berat

N

w

Gb.7.2 Balok yang diam

F

N

W

K

fs

Gb. 7.3 Balok yang diam

F

N

W

K

fs(maks)

Gaya tarikan

a = 0

Gaya tarik

Gaya berat

Gb.7.4 Gaya berat, gaya normal, gaya kontak

W=m.g

F

N

K

fk

D

A

C

B

benda

benda

N

fs

Gambar 5.10

F

_995602413.unknown

_1023454405.unknown

_1023454465.unknown

_995665705.unknown

_995602401.unknown