Rumus gaya gesek statis dan kinetis

1. Balok A 3 kg diletakkan di atas meja kemudian diikat tali yang dihubungkan batu B = 2 kg melalui sebuah katrol seperti gambar. Massa dan gesekan katrol diabaikan. Percepatan gravitasi g = 10 m/s2. Tentukan percepatan sistem dan tegangan tali jika:

a) meja licinRumus gaya gesek statis dan kinetis 1

b) meja kasar dengan koefisien gesek kinetik 0,4

Pembahasan

Diketahui:

Massa balok A (mA) = 3 kg

Massa batu B (mB) = 2 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Berat balok A (wA) = m g = (3)(10) = 30 Newton

Berat batu B (wB) = m g = (2)(10) = 20 Newton

Ditanya: Percepatan sistem (a) dan gaya tegangan tali (T)

Jawab:

a) meja licin

Hitung percepatan sistem menggunakan rumus hukum II Newton:

ΣF = m a

wB = (mA + mB) a

20 = (3 + 2) a

20 = 5 a

a = 20 / 5 = 4 m/s2

Hitung gaya tegangan tali menggunakan rumus gaya tegangan tali:

BACA JUGA  Hukum II Newton pada gerak rotasi

Gaya tegangan tali pada balok A:

ΣF = mA a

T = mA a = (3)(4) = 12 Newton

Gaya tegangan tali pada balok B:

ΣF = mB a

wB – T = (2)(4)

20 – T = 8

T = 20 – 8 = 12 Newton

b) meja kasar dengan koefisien gesek kinetik 0,4Rumus gaya gesek statis dan kinetis 2

Gaya gesek kinetik:

Fk = µk N = (0,4)(30) = 12 Newton

Hitung percepatan sistem menggunakan rumus hukum II Newton:

ΣF = m a

wB – fk = (mA + mB) a

20 – 12 = (3 + 2) a

8 = 5 a

a = 8 / 5 = 1,6 m/s2

Hitung gaya tegangan tali menggunakan rumus gaya tegangan tali:

Gaya tegangan tali pada balok A:

ΣF = mA a

T – fk = mA a

T – 12 = (3)(1,6)

T – 12 = 4,8

T = 4,8 + 12 = 16,8 Newton

Gaya tegangan tali pada balok B:

ΣF = mB a

wB – T = (2)(1,6)

20 – T = 3,2

T = 20 – 3,2 = 16,8 Newton

2. Benda dengan massa 10 kg berada di bidang mendatar. Koefisien gesek statis 0,4 dan koefisien gesek kinetis 0,35. g = 10 m/s2. Bila benda diberi gaya horisontal yang tetap sebesar 25 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut adalah…

BACA JUGA  Penjumlahan vektor

PembahasanRumus gaya gesek statis dan kinetis 3

Diketahui:

Massa benda (m) = 10 kg

Koefisien gesek statis (µs) = 0,4

Koefisien gesek kinetis (µk) = 0,35

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Gaya horisontal (F) = 25 N

Gaya berat benda (w) = m g = (10)(10) = 100 Newton

Gaya normal (N) = w = 100 Newton

Ditanya: Besar gaya gesek statis (fs) dan kinetis (fk)

Jawab:

Gaya gesek statis:

fs = µs N = (0,4)(100) = 40 Newton

Gaya gesek kinetis:

fk = µk N = (0,35)(100) = 35 Newton

Gaya horisontal hanya 25 Newton sehingga belum bisa menggerakan benda.

3. Massa balok A dan B pada gambar adalah 10 kg dan 5 kg. Koefisien gesek antara balok A dengan bidang adalah 0,2. Untuk mencegah balok A bergerak, massa balok C minimum yang diperlukan adalah…

BACA JUGA  Medan magnet yang disebabkan oleh arus listrik pada kawat lurus panjang

PembahasanRumus gaya gesek statis dan kinetis 4

Diketahui:

Massa balok A (mA) = 10 kg

Massa balok B (mB) = 5 kg

Koefisien gesek statis balok A (µs) = 0,2

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Berat balok A (wA) = mA g = (10)(10) = 100 Newton

Berat balok B (wB) = mB g = (5)(10) = 50 Newton

Gaya gesek statis (fs) = µs N = (0,2)(wA + wC) = (0,2)(100 + wC) = 20 + 0,2 wC

Ditanya: Massa balok C agar sistem diam

Jawab:

Sistem diam sehingga digunakan rumus hukum I Newton:

ΣF = 0

wB – fs = 0

50 – (20 + 0,2 wC) = 0

50 – 20 – 0,2 wC = 0

30 – 0,2 wC = 0

30 = 0,2 wC

wC = 30 / 0,2 = 300 / 2 = 150 Newton

Massa balok C = 150 / 10 = 15 Kg

Referensi

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan komentar

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.