Artikel Khusus

Gaya Gesekan dan Hukum Newton


Secara mudah, Kita dapat mengartikan gaya sebagai tarikan atau dorongan yang menyebabkan perubahan keadaan benda. Umumnya benda-benda yang memperoleh gaya akan mengalami perubahan-perubahan, antara lain dari benda diam menjadi bergerak atau sebaliknya benda bergerak menjadi diam, selain itu juga dapat mempercepat atau memperlambat gerak benda, bisa juga merubah arah gerak benda ataupun merubah bentuk/ukuran benda. Namun dalam beberapa hal ada juga benda yang mengalami gaya tetapi tidak mengalami perubahan gerakan ataupun bentuk. Misalnya ketika kita sedang duduk belajar, gaya gravitasi bekerja pada kita, namun kita tetap diam. Dalam keadaan tertentu gaya dapat menyebabkan benda bergerak, namun adakalanya dalam keadaan yang lain benda tersebut tetap diam. Hal ini terjadi karena gaya total atau resultan dari gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Misalnya saat kita mendorong meja ke depan ternyata gaya yang kita kenakan dilawan dengan gaya gesekan meja dengan lantai yang besarnya sama naumn arahnya berlawanan dengan gaya dorong yang kita kerjakan. Keadaan ini disebut dengan keadaan kesetimbangan (equilibrium).


1. GAYA GESEKAN

Yaitu gaya sentuh yang muncul jika permukaan dua zat padat bersentuhan secara fisik, dimana arah gaya gesekan sejajar dengan permukaan bidang dan selalu berlawanan dengan arah gerak relatif antara ke dua benda tersebut. 

Ada dua jenis gaya gesekan yang bekerja pada benda, yaitu: 

a. Gaya Gesekan Statis ( fs )
Gaya gesekan statis bekerja saat benda dalam keadaan diam dan nilainya mulai dari nol sampai suatu harga maksimum. Jika gaya tarik/dorong yang bekerja pada suatu benda lebih kecil dari gaya gesekan statis maksimum, maka benda masih dalam keadaan diam dan gaya gesekan yang bekerja pada benda mempunyai besar yang sama dengan nilai gaya tarik/dorong pada benda tersebut. Besarnya gaya gesekan statis maksimum adalah :





dimana µs adalah koefisien gesekan statis dan N adalah gaya Normal.

Besarnya gaya normal ( N ) tergantung besarnya gaya tekan benda terhadap bidang secara tegak lurus. Keterangan lebih lanjut tentang gaya Normal silahkan baca lebih detail dalam artikel saya yang lain dengan mengklik link di bawah ini :
dalam 2 artikel di atas sebenarnya rumus-rumus yang berkaitan dengan gaya gesekan telah dibahas. Sehingga pembahasan saya kali ini lebih menekankan pada aspek teoritis dan contoh soal untuk menambah kepahaman.

b. Gaya gesekan kinetis ( fk )
Gaya gesekan kinetis yaitu gaya gesekan yang bekerja pada benda ketika benda sudah bergerak. Nilai gaya gesekan kinetis selalu tetap, dan dirumuskan dengan :





dimana µk adalah koefisien gesekan kinetis benda

Antara koefisien gesekan statis dan kinetis mempunyai nilai yang berbeda, nilai koefisien gesekan statis selalu lebih besar daripada nilai koefisien gesekan kinetis benda.

Untuk sebuah benda diam yang terletak diatas sebuah bidang datar kasar dan diberi gaya F, maka :


2. GAYA GESEKAN DAN HUKUM NEWTON

Hukum Newton I : Benda yang diam akan tetap diam selama jumlah gaya yang bekerja padanya sama dengan nol atau benda yang bergerak dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap selama resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol.





Hukum Newton II : Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya total pada sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total tersebut pada arah yang sama dan berbanding terbalik dengan massa dari benda.





Hukum Newton III : Jika sebuah benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda itu akan mendapat gaya dari benda lain itu dengan besar gaya yang sama dan arah yang berlawanan dari gaya pertama.





Contoh :

Sebuah balok bermassa 4 kg terletak diam pada  bidang datar. Hitunglah:
Gaya gesekan benda dan percepatan benda jika lantai kasar dengan µs = 0,4 dan µk = 0, 2 dan :
a.   ditarik dengan gaya F = 10 N
b.   ditarik dengan gaya F = 16 N
c.   ditarik dengan gaya F = 20 N


Jawaban :

Diagram gaya untuk kasus ini adalah sebagai berikut :

Untuk kasus ini ( benda diam ), maka kita harus menguji besarnya gaya gesekan statis (fs) dan gaya gesekan kinetis (fk).







Dari hukum Newton II yaitu ΣF = Σma
Kearah vertikal (sumbu y), benda diam (a = 0)
ΣF = 0
N – w = 0 sehingga N = w
N = m g
N = 4 . 10 = 40 N

• Besarnya gaya gesekan statis fs adalah

fs = µs.N = 0,4.40 = 16 N

• Besarnya gaya gesekan kinetis fk adalah

fk = µk.N = 0,2.40 = 8 N

a. untuk F = 10 N
Karena gaya F < fS maka balok masih dalam keadaan diam, sehingga gaya gesekan yang bekerja pada benda adalah fg = F = 10 N

b. untuk F = 16 N
Karena F = fs, maka balok masih juga dalam keadaan diam (keadaan ini sering disebut dengan benda tepat saat akan bergerak), maka besarnya gaya gesekan adalah fg = F = fs = 16 N

c. untuk F = 20 N
Karena F > fs maka balok dapat bergerak, sehingga gaya gesekan yang digunakan adalah gaya gesekan kinetis, yaitu sebesar 8 N. Percepatan untuk benda yang bergerak ini dapat dihitung dengan menggunakan Hukum Newton II, Karena benda bergerak pada arah sumbu x, maka :

ΣFx    = m.a
F – fk  = m.a
20 – 8 = 4a
a         = 3 m/s2

Dari sini dapat kita lihat, bahwa pada benda bekerja gaya gesekan statis atau kinetis, tergantung pada seberapa besar gaya yang bekerja pada benda. Khusus untuk gaya gesekan statis sebenarnya memiliki nilai dari minimum hingga nilai maksimalnya yaitu fs (ketika benda tepat akan bergerak), sedangkan gaya gesekan kinetis hanya memiliki satu nilai saja. Sehingga grafik hubungan antara gaya luar dan gaya gesekan yang mempengaruhi benda yang dalam keadaan diam, dapat digambarkan sebagai berikut :



Digg Google Bookmarks reddit Mixx StumbleUpon Technorati Yahoo! Buzz DesignFloat Delicious BlinkList Furl

33 komentar: on "Gaya Gesekan dan Hukum Newton"

gohan mengatakan...

hubungan gaya statis dan gaya dinamis

ita mengatakan...

kak aku mau tanya,tolong di jwb ya..

=>sebuah buku bermassa 2 kg terletak diam di atas meja kemudian buku ditarik dengan gaya F pada arah mendatar,koefisien gerakan statik dan kinetik berturut2 0,8 jam dan 0,4 percepatan gravitasi, tentukan besar gaya gerak dan percepatan jika besarnya gaya F adalah 10 N?
makasih kaa...

ita mengatakan...

ka mau tanya satu lagi,
=>sebuah batu besar berada pada jarak 2,5 m di depan sebuah kendaraan bermassa 500 kg yg sedang bergerak dg percepatan 10 m/s agar tepat berhenti sebelum mengenai batu maka berapa gaya yg harus diberikan pd kendaraan tsb untuk mengerem?

Galih Utomo mengatakan...

tak koreksi 10 m/s itu kecepatan kan..? bukan percepatan...

jarak = s = 2,5 m
massa = m = 500 kg
kecepatan awal = vo = 10 m/s
berhenti berarti kecepatan akhir (vt) = 0 m/s

F =....?

Vt^2 = Vo^2 - 2.a.s (dikurangi karena diperlambat/direm..)

0 = 10^2 - 2.a.2,5
0 = 100 - 5a
5a = 100 maka a = 100/5 = 20 m/s^2
berarti perlambatannya = 20 m/s^2

F = m.a
F = 500.20 = 10.000 N

:b: ok...

Galih Utomo mengatakan...

=>sebuah buku bermassa 2 kg terletak diam di atas meja kemudian buku ditarik dengan gaya F pada arah mendatar,koefisien gerakan statik dan kinetik berturut2 0,8 dan 0,4 percepatan gravitasi, tentukan besar gaya gerak dan percepatan jika besarnya gaya F adalah 10 N?

g = percepatan grafitasi = 10 m/s^2

pertama2 kita cari gaya gesek statisnya ( Fs ) dulu...
jika Fs > F berarti benda diam
jika Fs = F berarti tepat akan bergerak
jika Fs < F berarti benda bergerak

Fs = m.g.koef statis = 2.10.0,8 = 16 N

karena Fs > F ( 16 N > 10 N ) maka benda diam

gaya gesek = 10 N
gaya gerak = 0 N
percepatan = a = 0 m/s^2 ( krn benda diam...)

ita mengatakan...

hmm gitu y k,:b:
sbnr'a msih rda g konek see ma rumus'a tu dri mna, :d:py gpp k nnti q bca2 lgi materi'a :b:
makasii k..

si yusuf atuch mengatakan...

sebuah bola di lemparkan dengan sudut 30derajat dari arah datar dengan kecepatan vo bola itu bersarang di talang rumah sejauh 20 m kalau tinggi talang itu 5 m berapakah vo

Teknologi Informasi dan Komunikasi mengatakan...

minta variasi soal pada dua benda dalam satu bidang miring krna msh blm paham . thankssss

Anonim mengatakan...

Seorang kakek yang beratnya 750 N berada di sebuah elevator.
Dengan gaya berapa kakek ini menekan lantai elevator bila
elevator bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s2 ? Berapa
gaya tekan ini bila elevator turun dengan percepatan yang
sama ? Berapa gaya tekan ini bila elevator turun dengan
perlambatan 2 m/s2 ?

hansaa mengatakan...

Balok A bermassa 10 kg berada di atas lantai akan ditarik oleh
gaya F = 80 N dengan menggunakan tali penarik yang arahnya
mendatar.
Balok B bermassa 10 kg diam di atas lantai dan akan ditarik
dengan gaya 80 N menggunakan tali penarik dengan arah 37o
terhadap lantai. Jika koefisien gesek statik dan kinetik adalah
0,6 dan 0,2; selidiki balok mana yang lebih cepat geraknya!
Jelaskan !

Galih Utomo mengatakan...

Seorang kakek yang beratnya 750 N berada di sebuah elevator.
Dengan gaya berapa kakek ini menekan lantai elevator bila
elevator bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s2 ? Berapa
gaya tekan ini bila elevator turun dengan percepatan yang
sama ? Berapa gaya tekan ini bila elevator turun dengan
perlambatan 2 m/s2 ?

jawab :

berat = 750 N berarti m = w/g = 750/10 = 75 kg

Lift naik --> N = m.(g+a)= 75.(10+2) = 900 N
Lift turun --> N = m.(g-a)= 75.(10-2) = 600 N

jika perlambatan maka nilai a nya negatif :

Lift turun --> N = m.(g-a)= 75.(10-(-2)) = 75.12 = 900 N

teorinya di sini : http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/dinamika-gerak-lurus-ii.html

Galih Utomo mengatakan...

Balok A bermassa 10 kg berada di atas lantai akan ditarik oleh
gaya F = 80 N dengan menggunakan tali penarik yang arahnya
mendatar.
Balok B bermassa 10 kg diam di atas lantai dan akan ditarik
dengan gaya 80 N menggunakan tali penarik dengan arah 37o
terhadap lantai. Jika koefisien gesek statik dan kinetik adalah
0,6 dan 0,2; selidiki balok mana yang lebih cepat geraknya!
Jelaskan !

jawab :

pada balok yang ditarik dg F mendatar 80 N (balok A), kita cari dulu nilai gaya gesek statisnya :

Fgs = 0,6.m.g = 0,6.10.10 = 60 N

karena F > Fgs maka balok bergerak.... dengan percepatan :

F - Fgk = m.a
80 - 0,2.10.10 = 10.a maka a = 6

pada balok B karena ditarik dg membentuk sudut 37o maka gaya tariknya merupakan peruraian gaya tersebut ke arah mendatar yaitu Fgerak = 80.cos 37 = 64 N

gaya gesek statisnya pun berubah karena F yang membentuk sudut 37o juga diuraikan ke atas sehingga mengurangi tekanan berat balok ke lantai :

Fgs = 0,6.(m.g - 80.sin 37) = 0,6.(100 - 80.0,6) = 31,2 N

karena Fgerak > Fgs maka benda bergerak.. percepatannya :

Fgerak - Fgk = m.a
F.cos 37 - 0,2(m.g - F.sin 37) = m.a
80.0,8 - 0,2(100 - 80.0,6) = 10.a maka a = 5,36

terlihat percepatan balok A > balok B karena gaya tariknya lebih besar yaitu balok A ditarik dg gaya 80 N sedangkan balok B hanya 64 N

Galih Utomo mengatakan...

:l: untuk rangkuman rumusnya... silahkan dilihat di link di bawah ini

http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/02/dinamika-gerak-lurus-i.html

Anonim mengatakan...

ka saya mw tax v tlong d'jawab ya:
sebuah balok bermasa 60kg di atas lantai mendatar memiliki koefisien gesekan statis 0,5 dan koefsien kntik 0,3. prcptan gravitsi d'tmpt itu 10 m/s pangkt 2.balok d'tarik dgn gaya F yang membentuk sudut omega (cos omga= 0,6)trhadap hrizontal.tentukan gaya gesek antara balok dgn lantai dan besar percepatan yg d'alami balok,jika besar gaya F adlh sbsar :a.200N
b.400N

Galih Utomo mengatakan...

kita cari gaya gesek statis dl... yaitu gaya saat benda diam :

Fgs maksimum = koef statis.m.g = 0,5.60.10 = 300 N

a. F = 200 N maka Fgs maks > F jadinya benda masih diam dan gaya gesek statisnya belum maksimum yaitu sama dengan F itu sendiri : 200N

b. F = 400 maka Fgs maks < F jadinya benda bergerak, gaya geseknya pakai gaya gesek kinetis : Fgk : koef kinetis.m.g = 0.3.60.10 = 180 dan percepatannya :

F - Fgk = m.a
400 - 180 = 60.a
220 = 60a :b: ok...ok...
a = 220/60 = 3,67 m/s^2

Zero mengatakan...

dalam sebuah perayaan nasioanl, para tentara melakukan terjun payung. Salah seorang tentara beratnya 75 kg (massa payung dan benda lain diabaikan) dengan percepatan gravitasi 10 m/s^2. Karena terjadi gesekan dengan udara payung bergerak dengan kecepatan 12 m/s ke bawah. Gaya gesek udaranya sebesar.......

a. 600 N
b. 700 N
c. 750 N
d. 800 N
e. 850 N

:k:

pake cara ya :b:

Galih Utomo mengatakan...

@zero :
kan mula2 diam kemudian menjadi bergerak ke bawah dengan kecepatan 12 m/s

supaya bisa dikerjakan harus tahu perubahan kecepatan itu terjadi dalam waktu berapa sekon? atau bisa juga setelah bergerak berapa meter? klo gak ada... aq blum bisa mengerjakannya...

tarra aiinur mengatakan...

panjang gelombang terpendek sinar-X yang dihasilkan dalam tabung sinar-X melalui beda tegangan 50 kV antara target dan katoda adalah.......

mohon jawabannya makasih :e:

eva Tobing mengatakan...

Sebuah balok mula-mula diam lalu ditarik dengan gay a F keatas Sejajar dengan bidding miring. Masa balk 10kg, koefsien gesekan status 0,5 Dan kinetic 0,1 tangen 3/4. Agar balok tetap Akan bergerak Keatas maka besar gaya F adalah ? A. 100 b.70 c.50 d. 40 e 20 please ka

gunawan bahar mengatakan...

ka mau bertanya, mohon bantuannya.

sebuah benda bermassa 2 kg bergerak di atas bidang datar yang lain dengan keajuan 5 m/s . dikerjakan gaya yang besarnya berubah terhadap waktu dan dan arahnya sama dengan arah gerak benda. gaya tersebut mempunyai harga 200n pada saat t=o dsn berharga 0 pada saat t=0.05

unhie siie puthif mengatakan...

hmm, kak minta tolong di jawab yah
sebuah benda bermassa 10 kg meluncur diatas bidang datar yang kasar. koefisien gesekan benda 0,2 dan percepatan gravitasinya 10 m/s2. apabila kecepatan benda mula- mula 36 km/jam, tentukan :
a. jarak benda tersebut akan berhenti
b. waktu yg dibutuhkan benda sampai dengan berhenti

makasihh sebelumnya kak :e:

nur arsam mengatakan...

sebuah benda dengan massa 5 kg terletak di atas permukaan tanah yang datar. benda ditarik dengan gaya 40 N dengan arah mendatar dan ternyata tepat akan bergerak. jika g = 10 m/s'2,berapakah koefisien gesek statis antara bidang singgung benda dengan tanah?

Marianus Ama Kii mengatakan...

ada soal ne kak...mau nanya

sebuah balok m1=4 kg diletakkan pada benda lain m2=5 kg. bila balok dibawah dijaga tetap maka untuk menggerakkan balok diatas harus diberikan gaya horizontal sebesar 12 N pada balok tersebut.sekarang susunan balok tiu diletakkan diatas meja licin horizontal. Tentukan a) gaya horizontal maksimum F yang dapat dikenakan pada balok yang dibawah agar kedua balok itu dapat bergerak sama- sama. b) tentukan percepatan kedua balok keduanya.?
makasih sebelumnya :)

Ahmad Jumali mengatakan...

tolong gan,aku punya tugas fisika,,,tolong di jawab ya gan...

1.Sebuah benda bermassa 40 kg berada dalam keadaam diam di atas meja yang permukaannya datar. Koofisien gesekan statik adalah 0,3 dan koofisien gesekan kinetik adalah 0,2. Berapa gaya minimum yang diberikan agar buku itu mulai bergerak ?

Ahmad Jumali mengatakan...

2. Sebuah benda bermassa 10 kg berada di dasar sebuah kolam. Jika volume benda = 0,1 m3, berapakah gaya minimum yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut ?

3. Bagaimana cara cerdas mengangkat beban berat dari dasar laut seperti kapal yang tenggelam ? Jelaskan alasanmu !

4. Ketika sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu menuju permukaan tanah, apakah Energi Kinetik-nya selalu tetap sepanjang lintasan ? jelaskan !

Ahmad Jumali mengatakan...

5. Apabila benda A lebih berat dari benda B, apakah hal ini berarti massa jenis benda A lebih besar dari massa jenis benda B ? jelaskan !

6. Ketika anda mendorong sebuah tembok sekuat tenaga hingga bermandikan keringat, tetapi tembok tersebut tidak bergerak. Apakah anda melakukan usaha ? jelaskan !

7. Pada suatu benda dengan luas permukaan lebih besar, apakah dapat menghasilkan tekanan yang lebih besar juga atau tekanannya justru malah lebih kecil. Jelaskan alasannya ?

Mohon pencerahannya pak...sebelum nya saya ucapkan terimakasih

fikri hidayat mengatakan...

om boleh nanya ga kalau Sebuah benda ditarik dengan gaya 10 N,
ternyata benda tidak bergerak. Akan
tetapi, ketika benda ditarik dengan gaya
15 N, benda tepat akan bergerak.
a. Pada saat benda ditarik dengan gaya
10 N, berapakah gaya geseknya?
b. Pada saat benda ditarik dengan gaya
15 N, berapakah gaya geseknya?
c. Mengapa jawabanmu demikian?

Beni saputra mengatakan...

Om tanya donk..Sebuah mesin perahu motor menghasilkan gaya 15000N.Berapa percepatan perahu motor jika massa perahu motor 1000 kg dan gaya gesekan perahu motor dengan air adalah 1000 N ?pleassee..

chamelia abdillah mengatakan...

Ka....mau tanya?
Massa balok 4kg.percepatan gravitasi 10m/s².koefisien statis dan kinetis adalah 0,4 dan 0,2.jika besar gaya F adalah 40 N, apakah balok diam/bergerak?jika bergerak,tentukan (a) resultan gaya yang mempercepat balok (b)besar dan arah percepatan balok?

dwi astuti mengatakan...

) Sebuah elevator dengan massa 4850 kg didisain sehingga mampu bergerak dengan
percepatan maksimum0,06g. Berapakah gaya maksimum dan minimum yang harus
dihasilkan motor penarik kabel?

frendi pujiono mengatakan...

dari gaya kinetik. bagaimana experimen dan menentukan UK?

Muh Fajar mengatakan...

sebuah benda dalam keadaan diam bergerak dengan percepatan 2 m/s2 tentukan kecepatan akhir benda jika bergerak selama 1 menit???

Muh Fajar mengatakan...

jelaskan hubungan besar sudut dengan gaya gesek

:a: :b: :c: :d: :e: :f: :g: :h: :i: :j: :k: :l: :m: :n: :o: :p: :q:
Poskan Komentar



Ada yang ditanyakan...?
Tulis aja di bawah ini....