Rumus Gaya Gesek

Pengertian dan Rumus Gaya Gesek

Gaya gesek dilambangkan dengan f adalah gaya yang terjadi jika suatu benda bersentuhan dengan bidang kasar. Gaya gesek selalu menghambat gerak benda dengan arah berlawanan dengan arah gaya penggerak.

Gaya gesek dibagi menjadi 2, yaitu

1. Gaya gesek statis (f_s) adalah gaya yang bekerja ketika suatu benda diam sampai tepat akan bergerak. Gaya gesek statis dinyatakan dalam rumus:

f_s = μ_s . N

Dimana:

f_s = gaya gesek statis

μ_s = koefisien gesek statis

N = gaya normal

2. Gaya gesek kinetis adalah gaya yang bekerja ketika suatu benda sudah bergerak. Gaya gesek kinetis dinyatakan dalam rumus:

f_k = μ_k . N

Dimana:

f_k = gaya gesek kinetis

μ_k = koefisien gesek kinetis

N = gaya normal

Contoh Soal Gaya Gesek

1. Benda dengan massa 10 kg berada di bidang datar kasar (μ_s = 0,4, μ_k  = 0,35 ), g = 10 m/s². Bila benda diberi gaya horizontal yang tetap sebesar 30 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut adalah….

1. 20 N
2. 25 N
3. 30 N
4. 35 N
5. 40 N

Pembahasan:

Diketahui :          

 Ditanya :                     gaya gesek (f)

Jawab :

gaya normal benda pada bidang datar sama dengan gaya berat

Gaya gesek benda ditentukan dengan membandingkan nilai gaya gesek statis maksimum dengan gaya penggerak horisontal untuk mengetahui benda diam atau sudah bergerak, dengan gaya gesek statis maksimum

Karena gaya gesek statis benda lebih besar dari gaya penggerak maka benda belum bergerak sehingga gaya gesek benda akan sama dengan gaya penggerak horisontal

Jawaban (C)

2. Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika percepatan gerak benda 2 m/s². Gaya gesek antara lantai dan kotak adalah….

1. 10 N
2. 15 N
3. 20 N
4. 25 N
5. 30 N

 Pembahasan:

Diketahui :                

Ditanya :                     gaya gesek antara lantai dan kotak ( f)

Jawab :

Karena benda sudah bergerak maka berlaku hukum II Newton dengan arah gaya gesek berlawanan dengan F₁

Jadi gaya gesek benda dengan lantai sebesar 25 N

Jawaban (D)

3. Kinan akan mengukur koefisien gesek antara sebuah balok dengan bidang tumpunya. Percobaan dimulai dengan meletakkan balok pada sebuah bidang, lalu bidang dimiringkan hingga balok hampir bergerak turun. Jika balok mulai tepat akan bergerak saat sudut kemiringannya 53⁰, besar koefisien gesek statisnya sebesar….

A. 0,25

B. 0,35

C. 0,75

D. 1,00

E. 1,33

 Pembahasan:

Diketahui :                  θ = 530

Ditanya :                     koefisien gesek statis balok dengan bidang ( f_s)

Jawab :

Penguraian gaya yang bekerja

Jawaban (E)

4. Balok dengan massa 20 kg berada pada bidang mendatar dengan koefisien gesekan static dan kinetic bertutur-turut 0,5 dan 0,2. Percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s². Benda ditarik dengan gaya sebesar 150 N dengan arah membentuk sudut terhadap arah horizontal. Besarnya gaya gesekan yang bekerja pada benda adalah…

A. 22 N

B. 55 N

C. 90 N

D. 110 N

E. 200 N

Pembahasan:

Diketahui :                

 Ditanya :                     gaya gesek yang bekerja pada benda ( )

Jawab :

Penguraian gaya-gaya yang bekerja

Gaya gesek benda ditentukan dengan membandingkan nilai gaya gesek statis maksimum dengan gaya penggerak horisontal untuk mengetahui benda diam atau sudah bergerak, dengan gaya gesek statis maksimum

f_s,maks = μ_s . N

f_s,maks = 0,5 . 110

f_s,maks = 55 N

Karena gaya gesek statis benda lebih kecil dari gaya penggerak maka benda sudah bergerak sehingga gaya gesek benda akan sama dengan gaya gesek kinetik

f_k = μ_k . N

f_k = 0,2 . 110

f_k = 22 N

Jawaban (A)

5. Kereta mainan massanya 1 kg bergerak pada bidang datar yang mempunyai koefesien gesek kineti 0,4. Jika kelajuan awal kereta 10 m/s, jarak yang ditempuh kereta sampai berhenti adalah….

A. 5,0 m

B. 10,0 m

C. 12,5 m

D. 17,5 m

E. 22,5 m

Pembahasan:

Diketahui :           

Ditanya :                     jarak yang ditempuh kereta ( s)

Jawab :

Benda bergerak berlaku hukum II Newton

Jawaban (C)

6. Benda A dan B masing-masing massanya 2 kg dan 4 kg dihubungkan dengan tali dan berada pada lantai datar yang kasar, seperti pada gambar

Jika system bergerak dan koefesien gesek kinetic 0,2. Maka besar percepatan yang dialami kedua benda (cos 37⁰ = 0,8) adalah….

1. 14/3 m/s²
2. 16/3 m/s²
3. 17/3 m/s²
4. 18/3 m/s²
5. 20/3 m/s²

Pembahasan:

Diketahui :               

Ditanya :                     percepatan sistem (a )

Jawab :

Gaya normal untuk benda 2

Jawaban (C)

7. Sebuah balok bermassa 25 kg mula-mula diam pada permukaan bidang datar. Jika balok itu didorong dengan gaya F sebesar 100 N yang arahnya horizontal, ternyata setelah 5 s kelajuan benda menjadi 10 m/s. besarnya koefesien gesekan kinetic antara balok dan bidang adalah….

A. 0,05

B. 0,10

C. 0,15

D. 0,20

E. 0,25

Pembahasan:

Diketahui :                  F = 100 N

g = 10 m/s²    

m = 25 kg

V₀ = 0

v_t = 10 m/s

t = 5 s

Ditanya :                     koefesien gesek kinetic (μ_k )

Jawab :

Menentukan percepatan balok menggunakan konsep GLBB

Jawaban (D)

8. Sebuah benda dengan massa 10 kg berada dalam keadaan diam. Karena pengaruh gaya tetap F = 75 N, benda bergeser sejauh 250 m. dengan koefesien gesek kinetis antara benda dengan lantai 0,25 maka kecepatan benda setelah menempuh jarak tersebut adalah…

A. 140 m/s

B. 100 m/s

C. 50 m/s

D. 15 m/s

E. 10 m/s

Pembahasan:

Diketahui :              

Ditanya :                     kecepatan akhir benda (v_t )

Jawab :

Benda bergerak berlaku hukum II Newton

Jawaban (C)

9. Sebuah balok bermassa m meluncur dari ketinggian h pada sebuah bidang miring (sudut kemiringan terhadap bidang datar adalah ϴ) dengan kelajuan tetap. Koefesien gesek kinetic antara balok dan bidang miring adalah µ. Besar gaya gesek kinetic yang bekerja pada balok adalah… (SNMPTN 2011)

A. µmg

B. mg

C. µmg/sin ϴ

D. mg sin ϴ

E. mg cos ϴ

 Pembahasan:

Karena kelajuan tetap maka percepatannya sama dengan nol. Sehingga

10. sebuah skema system ditunjukkan seperti gambar di bawah ini:

jika balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C, balok B beratnya 500 N, koefesien gesekan antara A dan B = 0,2 dan koefesien gesek antara B dan lantai = 0,5, maka besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B adalah…..

1. 320 N
2. 420 N
3. 520 N
4. 620 N
5. 720 N

Pembahasan:

Diketahui :          

Ditanya :                     besarnya gaya F

Jawab :

Diagram gaya yang bekerja

Jawaban (A)