30 terhadap bidang datar. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok dan bidang miring 0,25 dan 0,1, serta nilai percepatan gravitasi 10 m/s2, maka tentukan gaya gesek yang bekerja pada balok! Pembahasan: Langkah 1 : Gambarkan peruraian gayanya
Coba kalian dorong sebuah benda di rumah yang menurut kalian berat, Apa yang kalian rasakan? Jika kalian mendorongnya, mungkin akan terasa berat. Akan tetapi, jika teman-teman kalian membantu untuk mendorong benda tersebut, mungkin akan terasa lebih ringan. Mengapa hal ini bisa terjadi? Semakin besar gaya yang diberikan maka semakin mudah kalian mendorongnya. Semua yang kalian lakukan tersebut terjadi karena terdapat gaya yang bekerja pada benda. Teori mengenai dinamika gerak ini diterangkan oleh seorang ilmuwan Fisika yang bernama Isaac Newton. Dalam artikel kali ini, kalian akan disuguhkan beberapa contoh soal dan pembahasan tentang tiga Hukum Newton secara berurutan. Hukum pertama, memperkenalkan konsep kelembaman yang telah diusulkan sebelumnya oleh Galileo. Hukum kedua, menghubungkan percepatan dengan penyebab percepatan, yakni gaya. Hukum ketiga, merupakan hukum mengenai aksi-reaksi. Newton menuliskan ketiga hukum geraknya dalam sebuah buku yang terpenting sepanjang sejarah, yakni Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, yang dikenal sebagai principia. Agar materi ketiga Hukum Newton lebih ringkas, berikut ini ringkasannya dalam bentuk tabel. Perihal Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton Bunyi Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak lurus beraturan GLB. Jika satu gaya atau lebih bekerja pada suatu benda, maka percepatan yang dihasilkan berbanding lurus dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Jika suatu gaya aksi diberikan pada suatu benda , maka benda tersebut akan memberikan gaya reaksi yang sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan. Rumus F = 0 F = ma Faksi = −Freaksi Aplikasi Ketika sedang naik mobil atau kendaraan lainnya. Jika mobil yang semula diam, kemudian secara tiba-tiba mobil bergerak, badan kalian akan terdorong ke belakang. Akan tetapi, jika semula mobil melaju kencang kemudian direm mendadak, maka badan kalian akan terdorong ke depan. Batu yang memiliki massa berbeda jika di tarik tentunya akan terasa ringan menarik batu yang massanya lebih kecil. Sedangkan pada batu yang massa lebih besar, membutuhkan gaya yang lebih besar untuk bisa menggerakkannya. Ketika kita menginjakkan kaki ke tanah, berarti kita memberikan sebuah gaya dorong terhadap tanah tersebut. Gaya yang kaki kita berikan kepada tanah ini merupakan gaya aksi. Kemudian sebagai respon dari gaya aksi yang kita berikan, maka tanah memberikan gaya dorong ke kaki kita yang membuat kaki bisa terangkat. Gaya dorong yang diberikan tanah ini adalah gaya reaksi. Proses ini berlangsung secara terus menerus sehingga membuat kita dapat berjalan di atas tanah. Contoh Soal Hukum 1 Newton dan Pembahasannya 1. Sebuah balok bermassa 5 kg berat w = 50 N digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya? Penyelesaian Gaya-gaya yang bekerja pada balok seperti gambar di bawah ini, karena balok diam, maka berlaku hukum I Newton yaitu sebagai berikut. F = 0 T – w = 0 T – 50 = 0 T = 50 N Jadi, gaya tegangan tali yang bekerja pada balok tersebut adalah 50 Newton. 2. Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar a di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F? Penyelesaian Benda yang bermassa akan memiliki berat. w = mg w = 40 kg × 10 m/s2 w = 400 N pada sistem itu bekerja tiga gaya yaitu w, F, dan T yang tidak segaris, sehingga menentukan resultannya dapat digunakan sumbu koordinat XY metode analisis seperti pada gambar b di atas. Sistem diam berarti berlaku Hukum 1 Newton sebagai berikut. Pada sumbu-Y Fy = 0 T sin 53o – w = 0 T0,8 – 400 = 0 0,8T = 400 T = 400/0,8 T = 500 N Pada sumbu-X Fx = 0 F – T cos 53o = 0 F – 5000,6 = 0 F – 300 = 0 F = 300 N Jadi, gaya F yang bekerja pada sistem tersebut adalah 300 Newton. 3. Benda bermassa 10 kg diikat tali dan dibentuk sistem seperti pada gambar a berikut ini. Jika sistem itu diam dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2maka tentukan tegangan tali T1 dan T2! Penyelesaian Berat benda adalah sebagai berikut. w = mg w = 10 kg × 10 m/s2 w = 100 N Dengan menggunakan metode analisis sama seperti pada contoh soal sebelumnya di mana diagram gaya ditunjukkan pada gambar b, maka resultan gaya yang bekerja pada sistem ini adalah sebagai berikut. Pada sumbu-Y Fy = 0 T1 sin 60o + T2 sin 30o – w = 0 T1 1/2√3 + T2 sin 1/2 – 100 = 0 1/2√3 T1 + 1/2 T2 = 100 Kedua ruas dikali 2 √3 T1 + T2 = 200 T2 = 200 – √3 T1 ……….. pers. a Pada sumbu-X T2 cos 30o – T1 cos 60o = 0 T2 1/2√3 – T1 1/2 = 0 1/2√3 T2 – 1/2T1 = 0 ……….. pers. b {subtitusikan persamaan a ke persamaan b} 1/2√3200 – √3 T1 – 1/2T1 = 0 100√3 – 3/2T1 – 1/2T1 = 0 3/2T1 + 1/2T1 = 100√3 4/2T1 = 100√3 2T1 = 100√3 T1 = 50√3 N Untuk memperoleh nilai T2, kita subtitusikan nilai T1 = 50√3 ke persamaan a sehingga kita peroleh nilai sebagai berikut. T2 = 200 – √3 T1 T2 = 200 – √350√3 T2 = 200 – 150 T2 = 50 N Dengan demikian, nilai T1 dan T2 berturut-turut adalah 50√3 N dan 50 N. 4. Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok? Penyelesaian m = 20 kg g = 10 m/s2 w = mg = 20 × 10 = 200 N α = 30o gaya dorong Ucok F harus dapat mengimbangi proyeksi gaya berat. Lihat gambar di bawah ini. Balok bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut. F = 0 F – w sin 30o = 0 F – 2001/2 = 0 F – 100 = 0 F = 100 N Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N. 5. Dhania menarik beban dengan bantuan katrol seperti pada gambar a di bawah ini. Pada saat gaya yang diberikan F = 125 N ternyata beban dapat terangkat dengan kecepatan tetap. g = 10 m/s2. Jika gaya gesek katrol dan massa tali dapat diabaikan maka berapakah massa beban tersebut? Penyelesaian Diagram gaya yang bekerja pada sistem ini adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar b. Pada beban bekerja dua buah gaya yaitu gaya berat w dan gaya tegangan tali T. Besar gaya tegangan tali ini besarnya sama dengan gaya tarik F. Karena kecepatan beban yang bergerak ke atas adalah tetap, maka berlaku hukum II Newton sebagai berikut. F = 0 T – w = 0 F – mg = 0 125 – m10 = 0 125 – 10m = 0 10m = 125 m = 125/10 m = 12,5 kg Jadi, massa beban tersebut adalah 12,5 kg. Contoh Soal Hukum 2 Newton dan Pembahasannya 1. Sebuah truk dapat menghasilkan gaya sebesar 7000 N. Jika truk tersebut dapat bergerak dengan percepatan 3,5 m/s2, maka tentukan massa truk tersebut! Penyelesaian Diketahui F = 7000 N a = 3,5 m/s2 Ditanyakan m = …? Jawab m = 2000 kg = 2 ton Jadi, massa truk tersebut adalah 2 ton. 2. Balok A bermassa 4 kg diletakkan di atas balok B yang bermassa 6 kg. Kemudian balok B ditarik dengan gaya F di atas lantai mendatar licin sehingga gabungan balok itu mengalami percepatan 1,8 m/s2. Jika tiba-tiba balok A terjatuh maka berapakah percepatan yang dialami oleh balok B saja? Penyelesaian Diketahui mA = 4 kg mB = 6 kg a1 = 1,8 m/s2 Ditanyakan a2 = …? Jawab Keadaan balok pertama tergantung dan kedua A jatuh dapat di gambarkan seperti pada gambar di bawah ini. Pada kedua kejadian berlaku hukum II Newton sebagai berikut. F = ma F = mA + mBa1 F = 4 + 61,8 F = 18 N Gaya F juga bekerja pada keadaan kedua sehingga diperoleh F = mBa2 18 = 6a2 berarti a2 = 3 m/s2 3. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s di atas bidang datar licin, kemudian benda tersebut diberi gaya tetap searah dengan gerak benda. Setelah menempuh jarak 4 m, kecepatan benda menjadi 7 m/s. Tentukan besar gaya tersebut! Penyelesaian Diketahui v0 = 5 m/s vt = 7 m/s m = 2 kg s = 4 m Ditanyakan F = …? Jawab Persamaan gerak 2as = vt2 – v02 a = 2,4 m/s2 Menurut Hukum II Newton F = ma F = 2 kg3 m/s2 F = 6 kgm/s2 = 6 N Jadi, gaya yang bekerja pada benda adalah 6 N. 4. Jika suatu benda diberi gaya 20 N, benda tersebut memiliki percepatan 4 m/s2. Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut jika diberi gaya 25 N? Penyelesaian Pada kasus ini, massa benda m adalah tetap. Ketika diberi gaya F1 = 20 N, benda mengalami percepatan a1 = 4 m/s2, sehingga massa benda m = 5 kg Pada saat diberi gaya F2 sebesar 25 N, maka percepatan yang dialami benda menjadi a2 = 5 m/s2 5. Sebuah gaya F dikerjakan pada sebuah benda bermassa m, menghasilkan percepatan 10 m/s2. Jika gaya tersebut dikerjakan pada benda kedua dengan massa m2, percepatan yang dihasilkan adalah 15 m/s2. Tentukan a. Perbandingan m1 dan m2. b. Percepatan yang dihasilkan gaya F1, apabila m1 dan m2 digabung. Penyelesaian a. Gaya F pada benda 1 dengan massa m1 menghasilkan percepatan a1 = 10 m/s2, maka diperoleh Gaya F pada benda II dengan massa m2, menghasilkan percepatan a2 = 15 m/s2, maka m1 m2 = 1 × 30 1 × 30 10 15 b. Apabila massa digabung, maka m = m1 + m2 Percepatan yang dihasilkan adalah a = 6 m/s2. Contoh Soal Hukum 3 Newton dan Pembahasannya 1. Sebuah buku diletakkan di atas meja. Pada sistem benda tersebut akan bekerja gaya-gaya seperti pada gambar di bawah ini. Ada empat gaya yang bekerja pada sistem tersebut yaitu □ w = berat buku. □ N = gaya tekan normal meja terhadap buku. □ N’= gaya tekan normal buku pada meja. □ Fg = gaya gravitasi bumi pada buku. Tentukan pasangan gaya yang termasuk aksi reaksi! Penyelesaian Pasangan gaya aksi-reaksi memenuhi sifat sama besar, berlawanan arah dan bekerja pada dua benda. Dari sifat di atas dapat ditentukan dua pasangan aksi-reaksi yaitu □ w dengan Fg □ N dengan N’ w dan N bukan aksi-reaksi karena bekerja pada satu benda buku tetapi hubungan N = w merupakan hukum I Newton yaitu F = 0. 2. Seekor ikan yang bergerak dengan siripnya juga terjadi gaya aksi reaksi. Tentukan pasangan aksi-reaksi yang ada. Penyelesaian Gaya aksi gaya dorong yang diberikan sirip ikan kepada air. Gaya reaksi gaya dorong yang diberikan air kepada sirip ikan sehingga ikan dapat bergerak. 3. Dua balok m1 dan m2 yang bersentuhan mula-mula diam di atas lantai licin seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Jika m1 = 70 kg, m2 = 30 kg dan pada balok pertama dikerjakan gaya sebesar 200 N, maka tentukanlah percepatan masing-masing balok dan gaya kontak antarbalok tersebut. Jawab Diketahui m1 = 70 kg m2 = 30 kg F = 200 N Ditanyakan Percepatan dan gaya kontak. Keadaan benda 1 dan 2 saling bersentuhan sehingga akan timbul gaya kontak atau gaya aksi reaksi berdasarkan Hukum III Newton. Supaya lebih jelas, perhatikan gambar berikut ini. F12 adalah gaya aksi yang diberikan balok 1 kepada balok 2 bekerja pada balok 2. Sedangkan F21 adalah gaya reaksi yang diberikan balok 2 kepada balok 1 bekerja pada balok 1. Kedua gaya ini memiliki besar yang sama. Untuk menentukan besar percepatan kedua balok dan juga gaya kontak kita tinjau persamaan gerak masing-masing balok menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut. ∎ Tinjau Balok 1 Karena lantai licin maka tidak ada gaya gesek yang bekerja, sehingga resultan gaya pada sumbu-Y tidak perlu diuraikan. FX = ma F – F21 = m1a ............... Pers. 1 ∎ Tinjau Balok 2 FX = ma F12 = m2a ............... Pers. 2 Karena F12 = F21, maka kita dapat mensubtitusikan persamaan 2 ke dalam persamaan 1 sebagai berikut. F – m2a = m1a F = m1a + m2a F = m1 + m2a a = F/m1 + m2 ............... Pers. 3 Dengan memasukkan nilai yang diketahui dalam soal ke dalam persamaan 3, maka kita peroleh besar percepatan kedua balok sebagai berikut. a = 200/70 + 30 a = 200/100 a = 2 m/s2 Jadi, besar percepatan kedua balok adalah 2 m/s2. Untuk menentukan gaya kontak antara balok 1 dan 2, kita subtitusikan nilai percepatan yang kita peroleh ke dalam persamaan 2 sebagai berikut. F12 = m2a F12 = 302 F12 = 60 N Dengan demikian, besar gaya kontak antarbalok adalah 60 N. 4. Balok A dan balok B terletak di atas permukaan bidang miring licin dengan sudut kemiringan 37°. Massa balok A 40 kg dan massa balok B 20 kg. Kemudian balok A didorong dengan gaya F sebesar 480 N seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Tentukan besar percepatan gerak kedua balok dan juga gaya kontak antara balok A dan balok B. Jawab Diketahui mA = 40 kg mB = 20 kg F = 480 N θ = 37° g = 10 m/s2 Ditanyakan Percepatan dan gaya kontak. Perhatikan gambar di bawah ini. FAB adalah gaya aksi yang diberikan balok A kepada balok B, sedangkan FBA adalah gaya reaksi yang diberikan balok B kepada balok A. Kedua gaya tersebut merupakan gaya kontak yang besarnya sama. Lalu untuk menentukan besar percepatan kedua balok dan juga gaya kontak, kita tinjau persamaan gerak masing-masing balok menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut. ∎ Tinjau Balok A Karena bidang miring licin maka tidak ada gaya gesek yang bekerja, sehingga resultan gaya pada sumbu-Y tidak perlu diuraikan. FX = ma F – wA sin θ – FBA = mAa F – mAg sin θ – FBA = mAa ............... Pers. 1 ∎ Tinjau Balok B FX = ma FAB – wA sin θ = mBa FAB – mBg sin θ = mBa FAB = mBa + mBg sin θ ............... Pers. 2 Karena FAB = FBA, maka kita dapat mensubtitusikan persamaan 2 ke dalam persamaan 1 sebagai berikut. F – mAg sin θ – mBa + mBg sin θ = mAa F – mAg sin θ – mBa – mBg sin θ = mAa F – mAg sin θ – mBg sin θ = mAa + mBa F – g sin θmA + mB = mA + mBa a = [F – g sin θmA + mB]/mA + mB a = [F/mA + mB] – g sin θ ............... Pers. 3 Dengan mensubtitusikan nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke dalam persamaan 3, maka kita peroleh besar percepatan kedua balok sebagai berikut. a = [480/40 + 20] – 10 sin 37° a = 480/60 – 100,6 a = 8 – 6 a = 2 m/s2 Jadi, besar percepatan kedua balok adalah 2 m/s2. Untuk menentukan gaya kontak antara balok A dan B, kita subtitusikan nilai percepatan yang kita peroleh ke dalam persamaan 2 sebagai berikut. FAB = mBa + mBg sin θ FAB = 202 + 2010sin sin 37° FAB = 40 + 2000,6 FAB = 40 + 120 FAB = 160 N Dengan demikian, besar gaya kontak antara balok A dan balok B adalah 160 N.Berapakahbesar gaya kontak antara balok A dan B jika diberikan gaya F = 12 N kepada benda A? (Diketahui 3 kg, 2 kg, 1 kg besarnya koefisien gesek kinetik antara balok dan bidang miring adalah? A. 0,25 B. 0,40 C. 0,50 D. 0,60 sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda adalah? A. 20,0 . B. 10,0 . C
Hai Sobat Zenius! Gue mau share rumus gaya gesek statis dan kinetis, lengkap dengan cara mencari dan contoh soalnya nih. Elo udah pernah denger tentang gaya gesek belum sih? Semisal belum pernah denger, gue yakin udah pada pernah denger suara rem mobil, motor atau sepeda yang bunyinya cittt begitu. Sebenarnya gaya gesek terjadi saat elo dengar suara decitan itu. Sepeda Dok. Pixabay Selain itu elo pasti pernah lihat roda mobil, motor atau sepeda dong? Kalau coba sentuh ban roda-roda itu, kerasa deh pasti teksturnya kasar. Hal ini tuh disengaja Sobat Zenius, bukan karena keliatan keren aja tapi untuk memaksimalkan gaya gesek. Kalau permukaan ban roda licin, beuh bahaya banget kalau ngerem! Bisa-bisa kecelakaan karena gaya geseknya itu ga maksimal. Udah kebayang belum tentang gaya gesek ini? Kalau udah, gue bakalan bahas tentang pengertiannya dan rumus, dan cara mencari gaya gesek lebih lanjut. Jadi, disimak sampai habis ya pembahasannya! Pengertian Gaya GesekPerbedaan Gaya Gesek Statis dan KinetisRumus Gaya Gesek StatisRumus Gaya Gesek KinetisCara Menentukan Diam Gerak BendaContoh Soal dan Pembahasan Pengertian Gaya Gesek Gaya gesek adalah gaya yang bekerja akibat adanya sentuhan antara kedua permukaan benda. Hal ini terjadi karena permukaan kontak yang kasar saling mencegah adanya pergeseran. Hal ini bisa dicontoh dengan gesekan yang terdapat ketika elo sedang mendorong lemari. Mendorong lemari Dok. Video Materi Zenius Selain itu, coba Sobat Zenius pikirin lapangan bowling, permukaan lantainya licin sehingga bola bowling dapat meluncur dengan lancar. Bayangin kalau permukaan lantainya kasar, bakalan lebih susah kan main bowling? Ini karena permukaan kasar itu akan menimbulkan gaya gesek pada bola bowling. Bowling Dok. Pexels Penting buat elo tau kalau gaya gesek ini arahnya selalu melawan arah gerak atau kecenderungan arah gerak. Jadi maksudnya gimana tuh? Melawan arah gerak artinya berlawanan dengan arah sebuah benda bergerak. Kalau bola bergerak ke arah kanan, ada gaya gesek ke arah kiri. Melawan kecenderungan arah gerak juga sama, tetapi kali ini bendanya berawal dari posisi diam. Contohnya kalau suatu mobil yang parkir kita dorong ke arah kanan, gaya geseknya ada ke arah kiri. Gaya gesek statis merupakan gesekan yang terjadi antara dua benda padat, yang tidak bergerak secara relatif satu sama lainnya. Gaya gesek statis terjadi pada saat suatu benda meluncur ke bawah pada bidang miring. Gaya gesek kinetis atau dinamis terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetik pada umumnya dinotasikan dengan μk dan biasanya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis pada material yang sama. Rumus Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis bekerja ketika permukaan kontak tidak saling bergeser. Artinya, gaya gesek ini bekerja pada benda yang diberikan gaya luar F seperti gaya dorong atau tarik ke benda yang awalnya sedang diam hingga tepat akan bergerak. Berikut adalah rumus gaya gesek statis fs = μs x N Keterangan fs besar gaya gesek statis N μs koefisien gesek statis N N gaya normal N Rumus Gaya Gesek Kinetis Dikarenakan gaya gesek kinetis bekerja ketika permukaan kontak saling bergeser. Berlawanan dengan gaya gesek statis, gaya gesek kinetis ini bekerja pada benda yang sedang bergerak. Berikut adalah rumus gaya gesek kinetis fk = μk x N Keterangan fk besar gaya gesek kinetis N μk koefisien gesek kinetis N N gaya normal N Download Aplikasi Zenius Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimaln persiapanmu sekarang juga! Cara Menentukan Diam Gerak Benda Setelah mengetahui rumus, koefisien gesek statis dan kinetis, eo juga dapat mengetahui apakah suatu benda diam atau bergerak. Caranya adalah dengan membandingkan besar gaya gesek statis benda tersebut dengan gaya luar F. Jika gaya luar lebih kecil dari gaya gesek statis F fs maka benda tersebut bergerak Contoh Soal dan Pembahasan Untuk mempermudah pemahaman temen-temen tentang rumus gaya gesek statis maupun kinetis, yuk kita coba kerjakan contoh soalnya bersama-sama! Contoh Soal 1 Pada sebuah bidang kasar diletakkan suatu balok dengan massa 5 kg. Jika diketahui gesek statis μs = 0,4 dan koefisien gesek kinetis μk = 0,3 maka berapa gaya gesek yang dialami balok jika balok tersebut ditarik dengan gaya sebesar 15 N? Pembahasan Diketahui m = 5 kg μs = 0,4 μk = 0,3 F = 15 N Ditanya f Jawab Pertama-tama kita harus mencari besar gaya normal N FY = 0 N – w = 0 N = w N = mg N = 5 10 N = 50 N Mencari gaya gesek statis fs = μs x N fs = 0,4 x 50 fs = 20 N Karena F fs maka balok tersebut bergerak. Dicarilah gaya gesek kinetis fk = μk x N fk = 0,3200 fk = 60 N Jadi, gaya gesek yang bekerja pada balok tersebut adalah 60 N. Kira-kira begitu deh Sobat Zenius mengenai rumus gaya gesek statis & kinetis, semoga bisa ngebantu elo untuk belajar fisika ya! Kalau ada pertanyaan atau mau berdiskusi, bisa banget langsung tulis di kolom komentar. Teruskan belajarnya Sobat Zenius, klik banner di bawah ini deh untuk materi tentang gaya lainnya. Biar makin mantap, Zenius punya beberapa paket belajar yang bisa lo pilih sesuai kebutuhan lo. Di sini lo nggak cuman mereview materi aja, tetapi juga ada latihan soal untuk mengukur pemahaman lo. Yuk langsung aja klik banner di bawah ini! Ini masih banyak banget materi yang elo bisa cek mengenai Fisika, berikut beberapa yang gue saranin Materi Dinamika Partikel Hukum Newton Fisika di Sekitar Kita Gaya Gesek Jenis-Jenis Gaya Originally Published September 9, 2021Updated by Arieni Mayesha
15 benda 5 kg berada di atas papan yang licin sempurna tanpa ada gaya gesek. jika balok ditarik gaya sebesar 50 N dengan sudut 60º terhadap arah horizontal. gaya tersebut bekerja selama 4 detik dan benda mula mula diam, maka kecepatan akhir benda tersebut adalah . a. 10 m/s d. 40 m/s b. 20 m/s e. 50 m/s c. 25 m/sBerandaPerhatikan gambar berikut! Jika gaya gesek b...PertanyaanPerhatikan gambar berikut! Jika gaya gesek benda dengan lantai diabaikan, maka besar dan arah percepatan yang terjadi adalah ....Perhatikan gambar berikut! Jika gaya gesek benda dengan lantai diabaikan, maka besar dan arah percepatan yang terjadi adalah .... YMY. MaghfirahMaster TeacherJawabanjawaban yang benar adalah yang benar adalah Ditanyakan a .... ? Penyelesaian Untuk menentukan percepatan dan arah gerak benda, maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut. Jadi, jawaban yang benar adalah Ditanyakan a .... ? Penyelesaian Untuk menentukan percepatan dan arah gerak benda, maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut. Jadi, jawaban yang benar adalah B. Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher di sesi Live Teaching, GRATIS!1rb+Yuk, beri rating untuk berterima kasih pada penjawab soal!©2023 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia
Contohsoal bidang miring (mencari percepatan) Sebuah benda meluncur mengikuti bidang miring dengan sudut kemiringan alfa = 30 o.Jika massa benda adalah 2 Kg, maka percepatan benda tersebut adalah? (g = 9,8 m/s 2) a/Cos A = g a = g Cos A = 9,8 Cos (90 o-30 o) = 9,8 x Cos 60 o a = 9,8 x 0,5 = 4,9 m/s 2. Gaya Yang Bekerja Pada Bidang Miring Jika suatu benda sobat taruh dalam bidang miring, bendaDiketahuipercepatan sistem adalah a sistem, percepatan gravitasi adalah g, dan tegangan tali adalah T. Besar percepatan balok A adalah . Jawaban: Karena benda A dihubungkan dengan tali ke benda B, dan dengan asumsi bahwa katrol licin sehingga tidak berputar saat tali bergerak melewatinya, serta dengan menganggap tali tidak mulur selama bergerak, maka percepatan yang dialami oleh benda A
Apabila kita mendorong sebuah almari besar dengan gaya yang kecil, maka almari tersebut dapat dipastikan tidak akan bergerak bergeser. Lalu jika kita menggelindingkan sebuah bola di lapangan rumput, maka setelah menempuh jarak tertentu bola tersebut pasti berhenti. Mengapa ha-hal tersebut dapat terjadi? Almari susah digerakkan dengan gaya kecil dan bola yang menggelinding di lapangan rumput dapat berhenti itu karena pengaruh gaya gesek. Apa itu gaya gesek? Gaya gesek adalah gaya yang terjadi ketika dua permukaan benda saling bersentuhan atau bersinggungan. Gaya gesek disimbolkan dengan huruf f friction. Jika pada sebuah benda bekerja gaya tertentu sehingga benda bergerak, maka arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Untuk lebih jelasnya, perhatikan diagram gaya yang bekerja pada benda berikut ini. Dari gambar di atas, F adalah gaya yang menarik balok dan menyebabkan balok bergerak ke kanan, sedangkan f adalah gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan gaya F dan gerak benda. Jadi, keberadaan gaya gesek ini akan menghambat laju benda yang bergerak sehingga menjadi berhenti pada suatu tempat. Dari penjelasan tersebut tentunya kalian telah paham bahwa jika kita mendorong almari yang besar dan almari tersebut tidak bergerak itu karena pada bagian dasar almari dan lantai bekerja gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan arah gaya dorong kita. Sedangkan bola yang mula-mula bergerak di lapangan rumput kemudian berhenti, itu karena antara permukaan bola dan rumput timbul gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan gerak bola sehingga lama kelamaan menyebabkan bola menjadi berhenti atau diam. Besarnya gaya gesek yang bekerja pada suatu benda dipengaruhi oleh dua faktor yaitu sebagai berikut. Tingkat kekasaran permukaan benda yang bersinggungan Bidang yang kasar mempunyai gaya gesekan lebih besar daripada bidang yang licin. Kasar dan licinnya bidang dinyatakan dengan suatu angka yang disebut koefisien gesek μ. Bidang kasar memiliki koefisien gesek yang besar, sedangkan bidang yang licin sempurna memiliki koefisien gesekan sama dengan nol. Dengan demikian, rentang nilai koefisien gaya gesek adalah sebagai berikut. Menurut kalian, besar mana nilai μ antara almari dengan lantai dan bola dengan lapangan rumput? Gaya normal Gaya gesekan berbanding lurus dengan gaya normal N. Sehingga rumus atau persamaan gaya gesek ditulis sebagai berikut. Dengan f dinyatakan dalam Newton. Persamaan 2 di atas menunjukkan bahwa gaya gesek tidak dipengaruhi oleh luas permukaan kedua bidang yang bersinggungan atau bersentuhan. Gaya gesek statis vs gaya gesek kinetis Menurut Leonhard Euler, dilihat dari gerakannya, gaya gesek dibagi menjadi dua macam, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Lalu tahukah kalian apa yang dimaksud dengan gaya gesek statik dan kinetik tersebut? 1. Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang diam atau hampir bergerak. Jika gaya gesek bekerja pada benda yang diam maka disebut gaya gesek statis fs sedangkan apabila gaya gesek bekerja pada benda yang tepat akan bergerak, maka disebut gaya gesek statis maksimum fsmaks. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, besarnya gaya gesek bergantung pada kekasaran permukaan benda dan bidang yang bersentuhan. Tingkat kekasaran ini dinyatakan dengan koefisien gesekan. Untuk benda diam, koefisien gesekan disebut koefisien gesekan statis, disimbolkan dengan μs. Selain tingkat kekasaran permukaan benda, besarnya gaya gesek statis juga dipengaruhi oleh besarnya gaya normal N yang diberikan bidang pada benda. Hukum I Newton menyatakan bahwa “jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan 0 nol maka benda yang diam akan terus diam dan benda yang bergerak akan cenderung bergerak”. Berdasarkan Hukum Newton tersebut, selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Dengan demikian, selama benda masih diam, gaya gesek statis selalu sama dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Secara matematis, rumus gaya gesek statis dinyatakan sebagai berikut. Keterangan fs = gaya gesek statis N μs = koefisien gesek statis 2. Gaya Gesek Kinetis Ketika kalian menendang bola di atas tanah, bola akan menggelinding dengan kecepatan tertentu. Tetapi, semakin lama kecepatan bola semakin berkurang dan akhirnya berhenti. Bola dapat bergerak diakibatkan gaya dari tendangan gaya dorong. Namun, saat sedang bergerak, ada gaya yang menghambat gerak bola dan mengurangi kecepatannya. Gaya yang menyebabkan kecepatan bola semakin berkurang disebut gaya gesek kinetis. Jadi, gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak. Gaya gesek kinetis dilambangkan dengan fk. Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor panas. Hubungan antara gaya gesek, koefisien gesek kinetis μk, dan gaya normal diberikan dalam persamaan berikut ini. Keterangan fk = gaya gesek kinetik N μk = koefisien gesek kinetik Berdasarkan hasil eksperimen, koefisien gesek statis lebih besar dari koefisien gesekan kinetis. Tabel berikut memperlihatkan contoh nilai koefisien gesekan statis dan koefisien gesekan kinetis dari pelbagai bidang yang bersentuhan. Tabel Koefisien Gesekan Permukaan Beberapa Benda Permukaan μs μk Persendian lengan manusia 0,01 0,01 Es pada es 0,10 0,03 Logam pada logam yang sudah dilumasi 0,15 0,07 Kayu pada kayu 0,40 0,20 Seng pada besi tuang 0,85 0,21 Baja pada baja 0,74 0,57 Karet pada beton kering 1,00 0,80 Sumber Sears & Zemansky, hal. 37 Perbedaan Gaya Gesek Statis dan Kinetis Dari penjelasan-penjelasan di atas, maka dapat kita identifikasi beberapa perbedaan karakteristik atau ciri antara gaya gesek statis dan kinetis, yaitu sebagai berikut. Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetis Bekerja pada benda yang diam atau tepat akan bergerak hampir bergerak Bekerja pada benda yang bergerak Rumus fs = μsN Rumus fk = μkN Nilai koefisien gesekan lebih besar Nilai koefisien gesekan lebih kecil Nilainya selalu berubah bergantung pada gaya F yang bekerja pada suatu benda Nilainya selalu tetap tidak bergantung pada kecepatan dan percepatan benda baik GLB maupun GLBB Nilai maksimum dicapai ketika benda tepat akan bergerak Tidak ada nilai maksimum Dari tabel perbedaan antara gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis di atas, kita ketahui bahwa bahwa koefisien gesekan kinetik selalu lebih kecil daripada koefisien gesekan statis μk > μs. Itulah sebabnya mengapa kita perlu mengerahkan gaya yang lebih besar saat mendorong benda dari keadaan diam dibandingkan dengan ketika benda sudah bergerak. Selain itu, besarnya gaya yang harus kita kerahkan bergantung pada keadaan dua permukaan bidang yang bergesekan. Hal ini disebabkan besarnya koefisien gesekan bergantung pada sifat alamiah kedua benda yang bergesekan, di antaranya kering atau basahnya dan kasar atau halusnya permukaan benda yang bergesekan. Sebagai contoh, ketika kita mendorong sepeda motor atau mobil yang diam, mula-mula terasa sangat berat. Namun ketika sepeda motor atau mobil mulai bergerak, maka kita merasakan sepeda motor atau mobil tersebut tidak seberat ketika sedang diam. Fenomen inilah yang menunjukkan mengapa gaya gesek statis selalu lebih besar dari gaya gesek kinetisnya. Hubungan gaya gesek statis, kinetis dan gerak benda Jika gaya F bekerja pada suatu benda maka ada empat kemungkinan, yaitu benda diam, benda tepat akan bergerak, dan benda bergerak dengan kecepatan tetap/konstan, dan benda bergerak dengan percepatan konstan. Hubungan antara gaya luar F, gaya gesek f dan gerak benda disajikan dalam tabel berikut ini. Gaya Luar vs Gaya Gesek Keadaan Benda Jika F fs maka f = fk Benda bergerak ● Jika F = fk maka benda mengalami GLB dan berlaku Hukum I Newton F = 0 ● Jika F > fk maka benda mengalami GLBB dan berlaku Hukum II Newton F – fk = ma Contoh soal gaya gesek statis dan kinetis 1. Sebuah buku bermassa 300 g diletakkan di atas meja. Jika buku diberi gaya luar sebesar 0,5 N dan koefisien gesekan statis antara buku dengan permukaan meja 0,2; berapakah gaya gesek statis maksimum yang terjadi antara buku dengan permukaan meja, dan apakah buku dapat bergerak? g = 10 m/s2. Penyelesaian Diketahui m = 300 g = 0,3 kg F = 0,5 N g = 10 m/s2 μs = 0,2 Ditanyakan fs maks Jawab Untuk mempermudah dalam pengerjaan soal, kita gambarkan objek beserta diagram gayanya seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut ini. Berdasarkan Hukum II Newton, maka resultan gaya yang bekerja pada sumbu-Y adalah sebagai berikut. FY = ma Karena buku tidak bergerak dalam arah vertikal maka a = 0 sehingga FY = 0 N – w = 0 N = w N = mg ……………...… Pers. a Untuk mencari gaya gesek statis, kita dapat menggunakan persamaan fs maks = μsN ………… Pers. b masukkan nilai N pada persamaan a ke persamaan b sehingga diperoleh fs maks = μsmg fs maks = 0,2 × 0,3 × 10 fs maks = 0,6 N Jadi, besarnya fs maks adalah 0,6 N. Karena fs maks > F, maka buku tidak bergerak alias diam. 2. Seorang siswa mendorong balok kayu yang beratnya 40 N di atas lantai. Koefisien gesekan statik antara balok dengan lantai μs adalah 0,5 dan koefisien gesek kinetik μk 0,3. Tentukan Besar gaya yang diberikan siswa tersebut agar balok tepat akan bergerak. Gaya gesek balok dengan lantai pada saat balok diam. Gaya yang diberikan siswa, jika balok bergerak dengan percepatan 2,5 m/s2 dan percepatan gravitasi 10 m/s2 Penyelesaian Diketahui w = 40 N μs = 0,5 μk = 0,3 Ditanyakan a F agar benda tepat akan bergerak b fs dan fk c F jika a = 0,5 m/s2 Jawab Gaya-gaya yang bekerja pada balok tersebut dapat digambarkan sebagai berikut. Dari gambar diagram gaya yang bekerja pada balok di atas, maka kita ketahui bahwa gaya normal sama dengan gaya berat balok. N = w = 40 N Agar balok tepat akan bergerak maka F = fs maks F = μsN F = 0,540 F = 20 N Jadi, gaya yang harus diberikan agar balok tepat akan bergerak adalah 20 Newton. Pada saat balok diam, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek statis, yaitu sebesar 20 N. Pada saat bergerak, gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis. fk = μkN fk = 0,340 fk = 12 N Dengan demikian, gaya total yang bekerja pada balok ditentukan dengan menggunakan persamaan Hukum II Newton, yaitu sebagai berikut. Fx = ma F – fk = ma F = ma + fk F = w/ga + fk F = 40/102,5 + 12 F = 42,5 + 12 F = 10 + 12 F = 22 N Jadi, gaya yang diberikan siswa pada balok adalah 22 Newton.
ModulFIS 07 Hukum Newton 22 Contoh soal 6 Dua balok m1=2kg dan m2 = 5kg dihubungkan dengan katrol. Tidak ada gesekan antara m1 dan alasnya. Jika g =10m s-2 , tentukanlah: (a). percepatan yang dialami oleh m1 dan m2; (b) tegangan tali (T)! Penyelesaian Diketahui: m1 = 2kg m2 = 5kg g = 10m s-2 a.
- Jika Anda menemui soal cerita terkait sebuah benda yang ditarik dan didorong oleh beberapa gaya, maka itu termasuk dalam Hukum Newton Hukum Newton II, yakni "Percepatan yang dialami sebuah benda, sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut, dan berbanding terbalik dengan massa bendanya." Berikut contoh soal dan pembahasan terkait soal cerita gaya newton berarah. Contoh soal 1 tangkapan layar contoh soal fisika balok diberi gaya yang arah dan besarnya seperti pada gambar di atas. Jika massa balok adalah 25 kg. Maka berapakah percepatan balok? Baca juga Hukum Newton dan Contoh Penerapannya Jawab Diketahui F ke arah kiri 8N + 8N = 16N F ke arah kanan 4N + 4N = 8N Resultan gaya F kiri - F kanan = 8N ke kiri Massa 25 kg Ditanyakan Percepatan a ...? PembahasanJikagesekan antara B dengan lantai dan gesekan katril diabaikan, besar tegangan tali T 2 adalah(g = 10 m/s 2 Tentukan gaya gesekan yang bekerja pada balok dan percepatan balok jika balok didorongdengan gaya horizontal: F = 30N; Jawaban : n = m . g n = 10 . 10 n = 100 N f s = μ s. N f s = 0,3 . 100 f s = 30 N Karena f s > F maka Persamaan 1Misal, dua buah balok A dan B dihubungkan dengan suatu tambang melalui sebuah katrol yang licin dan massanya diabaikan. Jika, massa benda A lebih besar dari massa benda B atau m1> m2, maka mengakibatkan benda A akan bergerak turun dan sebaliknya benda B akan bergerak naik. Karena massa dan gesekan katrol diabaikan, maka besarnya tegangan pada ujung tambang selama sistem bergerak adalah sama, yaitu T. Percepatan yang dialami oleh setiap benda adalah sama, yaitu hukum newton II, untuk menentukn persamaan gerak, gaya yang searah dengan gerak benda dibeti tanda positif +, sedangkan untuk gaya yang berlawanan arah dengan gerak benda diberi tanda negatif -.Persamaan resultan gaya yang bekerja pada balok A adalahF = mA × awA – T = mA × a ……………………………………………………………………………………… 1Persamaan resultan gaya yang bekerja pada balok A adalahF = mB × awB – T = mB × a ……………………………………………………………………………………… 2Dengan menjumlah persamaan 1 dan persamaan 2 didapatkanwA – wB = mA × a + mB × amA – mBg = mA + mB aa = mA – mBg/ mA + mB …………………………………………………..3Berdasarkan persamaan hukum newton II, untuk menentukan percepatan gerak benda dinyatakan sebagai berikutF = m × awA – wB = mA × a + mB × amA – mBg = mA + mB aa = mA – mBg/ mA + mB …………………………………………………..4Keterangana = percepatan m/s2mA = massa benda A kgmB = massa benda B kgg = percepatan gravitasi m/s2Untuk menentukan besarnya tegangan tali T dapat mensubtitusi persamaan 1 dan 2, sehingga menghasilkan persamaanT = wA – mA × aT = mA × g – mA × aT = mA g × a …………………………………………………………………………………………5DanT = wB – mB × aT = mB × g – mB × aT = mB g × a …………………………………………………………………………………………6Contoh Soal 1. Dua balok A dan B, memiliki massa masing-masing 9 kg dan 7 kg yang dihubungkan dengan sebuah katrol gaya gesek diabaikan. Gaya x diberikan pada katrol ke arah atas. Hitung percepatan balok A, jika besar x adalah 45 N. Dan kedua balok mula-mula diam diatas = 9 kgmB = 7 kgg = 10 m/s2x = 45 NDitanya Percepatan balok A?JawabSistem katrol tersebut berlakuF = 0x – F = 0x = FT = ½ xBalok A tepat akan bergerak, berlakuF = 0TA – mA × g = 0TA = mA × gTA = 5 × 10TA = 50 NT = ½ xT = ½ × 45T = 22,5 NDidapat 22,5 < 50 atau T < TAJadi, balok A diam atau aA = Dua balok A dan B yang terhubung dengan katrol memiliki massa masing-masing 3 kg dan 7 kg. Hitung percepatan pada sistem!SolusiDiketahuimA = 3 kgmB = 7 kgg = 10 m/s2Ditanya Percepatan pada sistem?Jawaba = wB – wA/ mA – mBa = mB × g – mA × g/ mA + mBa = mB – mA/ mA + mBga = 7 – 3/ 3 + 7 × 10a = 4/10 × 10a = 4 m/s2Jadi, percepatan yang terjadi pada sistem adalah 4 m/ Massa benda A adalah 8 kg dan bergerak ke bawah dengan dengan percepatan 2 m/s2. Hitung massa benda B!SolusiDiketahuimA = 8 kgg = 10 m/s2a = 2 m/s2Ditanya Massa benda B?JawabmA × g – mB × g = mA × a – mB × amA × g – mA × a = mB × a – mB × gmB a + g = mA g – amB = mA g – a/ a + gmB = 8 10 – 2/ 2 + 10mB = 8 8/ 12mB = 64/ 12mB = 5,67m/s2Jadi, massa benda B adalah 5,67m/ 2Dua benda A dan B, benda B terletak di bidang datar yang licin dan dihubungkan dengan benda A menggunakan tambang melalui sebuah katrol, dengan kata lain benda A dalam keadaan Hukum newton II, karena kedua benda merupakan satu sistem yang memiliki percepatan sama, maka dinyatakan sebagai berikutF = mA × awA – T + T – T + T = mA + mB awA = mA + mB amA × g = mA + mB aa = mA / mA + mB g ………………………………………7Keterangana = percepatan m/s2mA = massa benda A kgmB = massa benda B kgg = percepatan gravitasi m/s2Untuk menentukan besarnya tegangan tali T dapat ditinjau dari resultan gaya yang bekerja pada kedua benda, sehingga menghasilkan persamaanT = m × a ………………………………………………………………………………………………..8T = wB – mB × aT = mB × g – mB × aT = mB g – a ………………………………………………………………………………………..10Contoh Soal 1. Balok A dan B terrhubung dengan katrol memiliki massa masing-masing 14 kg dan 6 kg. Jika balok B mula-mula ditahan kemudian dilepas, hitunga. Percepatan pada bendab. Tegangan taliSolusiDiketahuimA = 14 kgmB = 6 kgg = 10 m/s2a. Ditanya Percepatan pada sistem?JawabF = m × aT – T + mB × g = mA + mB aa = mB / mA + mBga = 6/ 14 + 6 10a = 6/ 20 10a = 3/ 10 10a = 3 m/s2Jadi, percepatan pada sistem adalah 3 m/ Ditanya Tegangan tali?JawabT = mA × aT = 14 × 3T = 42 NJadi, tegangan tali pasa sistem adalah 42 N. B Gaya Gesek. Gaya gesek adalah gaya yang memiliki arah berlawanan dengan arah gerak benda atau arah kecenderungan gerak benda. Gaya gesek terbagi menjadi dua jenis, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. g = percepatan gravitasi (m/s 2) Catatan: g bumi = 9,8 m/s 2 atau 10 m/s 2 . D. Menggambar Gaya. Gaya dikategorikan sebagai Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang kumpulan soal dan pembahasan tentang gerak benda di bidang datar. Berbicara mengenai gerak, tentu selalu ada kaitannya dengan penyebab terjadinya gerak tersebut. Suatu benda yang mula-mula diam kemudian menjadi bergerak atau mula-mula bergerak menjadi diam itu disebabkan oleh pengaruh gaya. Konsep dan kaitan antara gaya dan gerak benda pertama kali dijelaskan oleh Sir Isaac Newton dalam 3 hukumnya yang terkenal. Selain itu, gerak benda di bidang datar terutama untuk bidang kasar juga selalu berkaitan dengan gaya gesek. Oleh karena itu, sebelum kita membahas soal, kita bahas terlebih dahulu konsep tentang Hukum Newton dan gaya gesek yaitu sebagai berikut. Konsep Hukum Newton Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton F = 0 F = ma Faksi = −Freaksi Keadaan benda diam v = 0 m/s bergerak lurus beraturan atau GLB v = konstan Keadaan benda benda bergerak lurus berubah beraturan atau GLBB v ≠ konstan Sifat gaya aksi reaksi sama besar berlawanan arah terjadi pada 2 objek berbeda Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetis fs = μs N fk = μk N Bekerja pada benda diam v = 0 m/s tepat akan bergerak fs maksimum Bekerja pada benda bergerak baik GLB maupun GLBB Hubungan Gaya Gesek dan Gerak Benda Besar Gaya Luar Keadaan Benda Jika F fs maksimum Bergerak, berlaku Hukum II Newton dan bekerja gaya gesek kinetik fk Oke, jika kalian sudah paham mengenai konsep Hukum Newton dan gaya gesek, kini saatnya kita bahas beberapa soal tentang gerak benda di bidang datar. Simak baik-baik uraian berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s di atas bidang datar licin, kemudian benda tersebut diberi gaya tetap searah dengan gerak benda. Setelah menempuh jarak 4 m, kecepatan benda menjadi 7 m/s. Tentukan besar gaya tersebut. Jawab Diketahui v0 = 5 m/s vt = 7 m/s m = 2 kg s = 4 m Ditanyakan Gaya F Untuk lebih jelas dalam memahami soal di atas, kita gambarkan terlebih dahulu ilustrasi gerak benda sebagai berikut. Karena kecepatan berubah atau tidak konstan v ≠ konstan, maka benda bergerak lurus berubah beraturan. Sehingga kita gunakan rumus kecepatan pada GLBB untuk menentukan besar percepatan. vt2 = v02 + 2as 2as = vt2 – v02 a = vt2 – v02/2s a = 72 – 52/24 a = 49 – 25/8 a = 24/8 a = 3 m/s2 Setelah besar percepatan kita dapatkan, langkah selanjutnya adalah menentukan besar gaya dengan menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut. F = ma F = 23 F = 6 N Dengan demikian, gaya yang bekerja pada benda adalah 6 N Contoh Soal 2 Balok A bermassa 4 kg diletakkan di atas balok B yang bermassa 6 kg. Kemudian balok B ditarik dengan gaya F di atas lantai mendatar licin sehingga gabungan balok itu mengalami percepatan 1,8 m/s2. Jika tiba-tiba balok A terjatuh, maka berapakah percepatan yang dialami oleh balok B saja? Jawab Diketahui mA = 4 kg mB = 6 kg a1 = 1,8 m/s2 Ditanyakan Percepatan a Pada kasus ini ada dua kondisi gerak benda, yaitu kondisi pertama di mana balok A dan balok B bergerak secara bersama-sama dan kondisi kedua di mana balok B bergerak sendirian karna balok A terjatuh. Oleh karena itu, kita bahas satu-satu kondisi tersebut. Kondisi pertama Karena kedua balok bergerak secara bersama-sama, maka besar gaya dipengaruhi oleh gabungan massa kedua benda. Kita gunakan Hukum II Newton yaitu sebagai berikut. F = ma F = ma + mBa1 F = 4 + 61,8 F = 18 N Kondisi kedua Besarnya gaya F pada kondisi pertama juga masih berlaku untuk kondisi kedua, namun karena tidak balok A terjatuh, maka gaya F hanya bekerja pada balok B saja. F = mBa2 18 = 6a2 a2 = 18/6 a2 = 3 m/s2 Jadi, percepatan yang dialami balok B adalah sebesar 3 m/s2. Contoh Soal 3 Sebuah balok es yang memiliki massa 25 kg didorong Zeni dengan sudut 30°. Jika balok es bergerak dengan percepatan konstan sebesar 1/4√3 m/s2, maka tentukan besar gaya dorongan Zeni tersebut. Jawab Diketahui m = 25 kg a = 1/4√3 m/s2 θ = 30° Ditanyakan gaya dorong F Langkah pertama adalah menggambarkan diagram gaya yang bekerja pada objek. Seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini. Tentu kalian tahu kalau balok es permukaannya licin, sehingga kita dapat mengabaikan gaya gesek. Oleh karena tidak ada gaya gesek, maka kita tidak perlu menentukan resultan gaya pada sumbu-Y vertikal. Berdasarkan Hukum II Newton, maka resultan gaya pada sumbu-X horizontal adalah sebagai berikut. FX = ma F cos θ = ma F cos 30° = 25 1/4√3 F1/2√3 = 25/4√3 F = 25/4√3/1/2√3 F = 25/2 F = 12,5 N Jadi, Zeni mendorong balok es tersebut dengan gaya sebesar 123,5 N Contoh Soal 4 Sebuah balok bermassa 20 kg berada di atas lantai mendatar. Kemudian balok ditarik dengan gaya sebesar F mendatar. Apabila koefisien gesek statis sebesar 0,6, koefisien gesek kinetis sebesar 0,3 dan g = 10 m/s2, maka tentukan gaya gesek yang dirasakan balok dan percepatan balok jika F = 100 N F = 140 N Jawab Diketahui m = 20 kg μs = 0,6 μk = 0,3 g = 10 m/s2 Ditanyakan Gaya gesek f dan percepatan a Langkah pertama, kita gambarkan terlebih dahulu diagram gaya-gaya yang bekerja pada benda secara lengkap seperti yang terlihat pada gambar berikut. Berdasarkan diagram gaya yang bekerja pada balok di atas, besarnya gaya normal dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut. FY = ma N – w = ma Karena tidak terjadi gerak dalam arah vertikal, maka a = 0 sehingga N – w = 0 N – mg = 0 N = mg N = 2010 N = 200 N Langkah selanjutnya adalah menentukan pengaruh gaya F dengan cara menghitung dahulu besar gaya gesek statis maksimumnya fs maks fs max = μsN fs max = 0,6200 fs max = 120 N F = 100 N F fs max berati balok bergerak bekerja gaya gesek kinetis fk dan berlaku Hukum II Newton sebagai berikut. FX = ma F – fk = ma F – μkN = ma 140 – 0,3200 = 20a 140 – 60 = 20a 80 = 20a a = 4 m/s2 Jadi, dengan gaya tarik sebesar 140 N, besar percepatan gerak benda adalah 4 m/s2. Contoh Soal 5 Anis menarik sebuah balok yang bermassa 10 kg dengan gaya sebesar 100 N dengan arah membentuk sudut 37° terhadap lantai. Koefisien gesek statis dan kinetis benda terhadap lantai adalah 0,5 dan 0,4. Jika percepatan gravitasi di tempat itu adalah 10 m/s2. Maka tentukan bergerak atau tidak benda tersebut. jika bergerak tentukan percepatannya. Jawab Diketahui m = 10 kg F = 100 N θ = 37° μs = 0,5 μk = 0,4 g = 10 m/s2 Ditanyakan diam atau bergerak, jika bergerak berapa a. Seperti biasa, langkah pertama adalah menggambarkan diagram gaya yang bekerja pada benda tersebut, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Langkah kedua adalah menentukan besar gaya normal N dengan menggunakan Hukum I Newton sebagai berikut. FY = 0 N + F sin θ – w = 0 N = w – F sin θ N = mg – F sin θ N = 1010 – 100sin 37° N = 100 – 1000,6 N = 100 – 60 N = 40 N Langkah selanjutnya adalah menghitung dahulu besar gaya gesek statis maksimumnya fs maks sebagai berikut. fs maks = μsN fs maks = 0,540 fs maks = 20 N Karena F = 100 N > fs maks maka balok yang ditarik Anis sudah bergerak sehingga bekerja gaya gesek kinetik fk. Dengan menggunakan Hukum II Newton, maka percepatan gerak balok adalah sebagai berikut. FX = ma F cos θ – fk = ma F cos θ – μkN = ma 100cos 37° – 0,440 = 10a 1000,8 – 16 = 10a 80 – 16 = 10a 64 = 10a a = 6,4 m/s2 Jadi, balok tersebut bergerak dengan percepatan sebesar 6,4 m/s2. Demikianlah artikel tentang kumpulan contoh soal dan pembahasan tentang gerak benda di bidang datar beserta gambar. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf maupun angka dalam perhitungan mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.
Padasaat diberi gaya F 2 sebesar 25 N, maka percepatan yang dialami benda menjadi Jika gaya gesek diabaikan, tentukan besar gaya yang menyebabkan benda bergerak ke bawah! berapakah percepatan balok A, apabila besar P adalah 60 N? (g = 10 m/s 2) . Penyelesaian: m A .g = (5 kg)(10 m/s 2) = 50 N m B .g= (3 kg)(10 m/s 2) = 30 N Pada sistemPengertian Hukum Pertama Newton. Hukum Newton merupakan pengembangan dari teori yang dikemukakan oleh ilmuwan bernama Galileo. Hukum Newton I menjelaskan, bahwa jika resultan gaya dari suatu benda adalah sama dengan nol, maka benda yang posisinya diam akan tetap diam dan bedan yang sedang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Secara matematis hukum Newton I dapat diformulasikan sebagai berikut.∑F = 0Dari hukum Newton tersebut, dapat dipahami bahwa suatu benda akan cenderung mempertahankan keadaannya. Benda yang keadaan awalnya diam akan bertahan untuk tetap diam. Sebaliknya benda yang sedang bergerak akan cenderung tetap bergerak. Kesimpulan hukum Newton I sering disebut sebagai hukum inersia atau hukum Penerapan Hukum Pertama Newton Contoh penerapan dari hukum Newton I adalah ketika berada dalam kendaraan yang sedang bergerak cepat kemudian berhenti secara tiba-tiba bisa kareana direm tiba-tiba atau bertabrakan, maka semua muatan baik sopir, penumpang atau benda lain yang ada di dalam kendaraan akan terdorong ke depan. Dorongan ke depan inilah yang menjelaskan kecenderungan benda yang bergerak akan bertahan untuk tetap Soal Perhitungan Hukum I NewtonTiga buah gaya, F1 = 20 N dan F2 = 25 N, dan F3 = c N bekerja pada sebuah benda, seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Jika benda tetap diam, berapakah F3 atau c ?Soal Ujian Rumus Perhitungan Hukum I NewtonJawabKarena benda diam, sesuai dengan Hukum Pertama Newton,F = 0F1 + F2 – F3 = 0sehingga diperolehF3 = F1 + F2 = 20 + 25 = 45 NContoh Soal Rumus Perhitungan Hukum 1 NewtonGambar di bawah, menunjukkan sebuah benda yang mempunyai massa 10 Kg sedang digantung dengan tali. Jika percepatan grafitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2, maka hitunglah besar gaya tegang taliContoh Soal Perhitungan Rumus Hukum 1 NewtonPenyelesaiannyaDiketahui m = 10 kg; g = 10 m/s2Ditanya besar gaya tegang tali TF = 0T – W = 0T = W = m . gT = 10 x 10 = 100 NSoal Soal Lainnya Beserta Pembahasan Ada Di Akhir ArtikelHukum Kedua Newton Hukum Newton I hanya membahas gaya yang bekerja pada benda yang bergerak atau diam tanpa adanya pengaruh gaya dari luar. Hal ini artinya benda tidak mengalami perubahan kecepatan. Kecepatan selalu konstan, sehingga tidak ada Newton II menjelaskan bahwa percepatan benda yang disebabkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah berbanding lurus dengan resultan gayanya, dan berbanding terbalik dengan massa dari bendanya. Secara matematis hukum Newton II dapat diformulasikan sebagai berikut.∑F = m x aKeterangana = percepatan benda ms-2∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda Nm = massa benda kgDari formulasinya dapat diketahui bahwa Hukum Newton II dapat menjelaskan pengaruh dari perubahan kecepatan dan massa suatu benda terhadap besarnya resultan gaya yang bekerja pada suatu benda. Jika benda bergerak dengan percepatan yang lebih tinggi, maka resultan gaya yang dihasilkan juga semakin tinggi. Resultan gaya akan menjadi lebih besar ketika benda bergerak dengan percepatan lebih besar. Resultan gaya akan menjadi besar pada benda yang massanya lebih besar dan bergerak dengan percepatan yang Perhitungan Hukum Kedua massa truk yang sedang bergerak dengan percepatan 2 m/s dan menghasilkan gaya 8000 Formula dari Hukum Newton II adalah ∑F = m x a∑F = Na = 2 m/smaka massa truk adalah∑F / a = mm = m/s = 4000 kg ataum = 4 Soal Perhitungan Hukum 2 buah gaya masing-masing 100 N bekerja pada benda 50 kg, seperti terlihat pada resultan gaya percepatannya?Soal Ujian Rumus Hukum 2 NewtonJawab1. Gunakan aturan vektor dalam menjumlahkan gaya. Oleh karena F1 dan F2 saling tegak lurus maka sesuai dengan Dalil PythagorasFR = √F12 +F22FR = √1002 +1002FR = √ = 100√2 N2. massa benda 50kg, maka percepatannya adalaha =FR/ma = 100√2 N/50a = 2 √2 m/s2Soal Soal Lainnya Beserta Pembahasan Ada Di Akhir ArtikelHukum Ketiga Newton III menjelaskan jika benda A memberikan gaya pada benda B, maka benda B akan memberikan gaya pada benda A, yang besarnya sama tetapi arahnya ini menjelaskan bahwa suatu gaya yang bekerja pada sebuah benda selalu diimbangi dengan gaya dari benda lain. Artinya, tidak ada gaya bekerja yang hanya melibatkan satu benda. Gaya yang terlibat setidaknya memerlukan dua benda yang saling berinteraksi. Pada interaksi ini gaya-gaya berkerja selalu berpasangan dan berlawanan benda A memberikan gaya sebesar Faksi pada benda B, maka benda B akan memberikan gaya sebesar Freaksi pada A. Pasangan gaya inilah yang dikenal dengan pasangan aksi reaksi. Diketahui bahwa gaya aksi dan reaksi besarnya sama namun arahnya berlawanan. Arah berlawanan dinotasikan dengan tanda negatif -.Hukum ini dapat dinyatakan dengan “setiap ada aksi, selalu ada suatu reaksi yang nilainya sama besar namun arahnya berlawanan”. Secara matematis hukum III Newton dapat diformulasikan sebagai = -FreaksiContoh Hukum Newton 3Contoh yang dapat menunjukkan gaya aksi reaksi adalah seseorang yang sedang menembak. Pada saat menembakkan peluru peluru keluar dari laras senjata ke arah depan ini sebagai gaya aksi. Sebagai gaya reaksinya adalah peluru memberikan gaya yang berlawanan dengan arah gerak peluru, sehingga penembak terdorong ke belakang. Gaya aksi-reaksi inilah yang menyebabkan penembak terlihat tersentak ke belakang sesaat setelah senjata mengeluarkan Contoh Soal Ujian Hukum Newton 1 2 3 1. Contoh Soal Ujian Menghitung Massa Benda Hukum NewtonPerhatikan gaya gaya yang bekerla pada balok seperti pada gambar berikutContoh Soal Ujian Menghitung Massa Benda Hukum NewtonBalok bergerak dengan percepatan 5 m/s2. Hitunglah massa balok tersebutDiketahuiF1 = 35 N arah ke kiriF2 = 15 N arah ke kiriF3 = 60 N arah ke kanana = 5 m/s2Jawab∑ F = F3 – F1 – F2∑ F = 60 – 35 – 15∑ F = 10 NTanda pisitif menunjukkan arah gaya ke kanan, sehingga balok bergerak ke kanan∑ F = = F/am = 10/5m = 2 kgJadi balok yang sedang bergerak memiliki massa 2 Contoh Soal Hukum Newton Rumus Menghitung Percepatan Balok BergerakTiga gaya berkerja pada balok bermassa 5 kg yang sedang Soal Hukum Newton Rumus Menghitung Percepatan Balok BergerakHitunglah percepatan balok tersebutDiketahuiDiketahuiF1 = 30 N arah ke kiriF2 = 10 N arah ke kananF3 = 15 N arah ke kananm = 5 kgJawab∑ F = F3 + F2 – F1∑ F = 15 +10 – 30∑ F = – 5 NTanda negative menunjukkan arah gaya kiri warna merah sehingga balok bergerak ke arah kiri.∑ F = F/ma = 5/5a= 1 m/s2Jadi balok bergerak dengan percepatan 1 m/ Contoh Soal Ujian Hukum Newton Menghitung Percepatan Benda Sebuah balok bermassa 5 kg ditarik oleh sebuah gaya F sehingga mengalami percepatan sebesar 2 m/s2 seperti ditunjukkan pada gambar berikutContoh Soal Ujian Hukum Newton Menghitung Percepatan BendaApabila di atas balok tersebut ditambah balok dengan berat 3 kg, Hitung percepatan kedua balok saat ditarik dengan gaya F yang = 5 kga1 = 2 m/s2massa balok setelah ditambah balok 3 kgm2 = 5 + 3 kgm2 = 8 kgJawabResultan Gaya pertama sebelum penambahan balok atau awal∑ F1 = F1 = 5 x 2 = 10 Nresultan gaya ke dua setelah ditambah balok 3 kg∑ F2 = F2 = 8 x a2Resultan gaya pertama dan ke dua adalah sama∑ F1 = ∑ F210 = 8 x a2a2 = 10/8a2 = 1,25 m/s2Jadi percepatan balok setelah ditambah balok di atasnya adalah 1,25 m/ Contoh Soal Newton Menghitung Tegangan Tali Bergerak Ke AtasSebuah balok bermassa 10 kg ditarik oleh tali ke arah atas sehingga balok mengalami percepatan 1 m/s2 seperti pada gambar di bawah. Hitung tegangan yang dialami oleh tali tersebut?Contoh Soal Newton Menghitung Tegangan Tali Bergerak Ke AtasDiketahuiaY = 1 m/s2m = 10 kgFB = berat balokFB = = 10 x 9,81FB = 98,1NResultan gaya arah ke atas arah sumbu-Y dapat dinyatakan dengan persamaan berikut∑FY = FY = gaya arah sumbu-YaY = percepatan arah sumbu-YAsumsi arah ke atas adaah positif∑FY = FT – FB = atauFT = FB + FT = 98,1 + 10 1FT = 108,1 NJadi tegangan tali yang menarik balok dengan percepatan 1 m/2 adalah 108,1 N. tegangan tali ini lebih besar dari gaya berat balok Contoh Soal Mengitung Gaya Tali Lift Hukum NewtonSebuah lift bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s2. Jika massa lift dan isinya 200 kg, tentukanlah tegangan tali penarik lift tersebut. Percepatan gravitasi bumi g = 10 m/ = 200kga = 2 m/s2JawabGaya yang bekerja pada lift adalah berat dan tegangan tali seperti diperlihatkan pada gambar berikutContoh Soal Mengitung Gaya Tali Lift Hukum NewtonLift bergerak dengan suatu percepatan ke atas, sesuai Hukum Kedua Newton, maka system tersebut dapat dinyatakan dengan rumus berikut∑FY = T – FB = T – = T = + T = m g + aYDengan demikianT = 200 kg10 m/s2 + 2 m/s2T = tegangan yang dialami oleh tali lift saat menarik bebannya adalah N6. Contoh Soal Menghitung Koefisien Gesek Hukum Newton,Sebuah balok bermassa 10 kg ditarik di atas lantai dengan gaya 20 N sehingga bergerak dengan laju konstan. Hitunglah koefisein gesek yang bekerja pada antar muka balok dan Soal Menghitung Koefisien Gesek Hukum Newton,Diketahuim = 10 kgFX = 20 NRumua Koefisien Gesek Nilai koefisien gesek dapat dinyatakan dengan rumus persamaan berikutm = FG/FNMenghitung Resultan Gaya Arah Sumbu-Y∑FY = atau∑FY = FN – FB = FB = = 0, karena tidak bergerak pada arah sumbu-Y. Tidak bergerak ke atas atau ke – FB = FN – 10 x 9,81= 10 x 0FN = 98,1 N gaya normalMenghitung Resultan Gaya Arah Sumbu-XResultan Gaya yang bekerja pada balok dapat dinyatakan dengan rumus berikut∑FX = ∑FX = FX – FG = atauaX = 0, karena laju pergerakan balok tetap,20 – FG = 10 x 0FG = 20 NDengan demikian koefisien geseknya adalahm = FG/FNm = 20/98,1m = 0,204jadi koefisien antamuka balok lantai adalah 0,2047. Contoh Soal Menghitung Tegangan Maksimum Tali Hukum NewtonSebuah mobil bermassa 800 kg diderek dengan menggunakan tali. Namun tali derek akan putus jika tegangan yang dialaminya melebihi 1600 N. Hitung percepatan terbesar mobil bergerak agar tali tidak putus..Contoh Soal Menghitung Tegangan Maksimum Tali Mobil Hukum NewtonDiketahuim = 800 kgF = 1500 NGaya arah sumbu-Y tidak diperhitungkan, karena saling menyeimbangkan atau ∑FY = gaya arah sumbu-X dapat dinyatakan dengan rumus berikut∑FX = ∑FX = 1600 = 800 x aXax = 1600/800ax = 2,0 m/s2Jadi percepatan tertinggi yang bisa dicapai oleh mobil agar tali derak tidak putus adalah 2 m/ Contoh Soal Menghitung Gaya Untuk Menghentikan Mobil Hukum NewtonTentukan resultan sebuah gaya yang diperlukan untuk menghentikan mobil bermassa kg yang sedang bergerak dengan kelajuan 36 km/jam dalam jarak 25 = kg,v0 = 36 km/jam = 10 m/s,s = jarak sampai berhentis = 25 konsep GLBB geral lurus berubah beraturanv = v0 + at,a = percepatan perlambatan yang diperlukan supaya mobil berhenti,v1 = 0, saat mobil berhentiBesar perlambatan dapat dihitung dengan persamaan berikuta = [v12 – v02]/2sa = [v12 – v02]/2sa = [0 – 102]/[2 x 25]a = -2 m/s2Dengan demikian, sesuai dengan Hukum Kedua Newton,F = = kg–2 m/s2 = – NTanda negatif menunjukkan bahwa resultan gaya yang diberikan harus berlawanan arah dengan kecepatan awal benda. Jadi, besarnya resultan gaya yang harus diberikan adalah N dan berlawanan arah dengan gerak Soal Menghitung Gaya Normal Pada Bidang Miring Hukum NewtonBenda bermassa 10 kg terletak diam di atas sebuah bidang. Tentukanlah gaya normal yang bekerja pada benda Ketika berada pada bidang datar, dan pada bidang yang membentuk sudut 30° terhadap bidang datar. Nilai konstanta gravitasi, g = 10m/ Gaya Normal Pada Bidang DatarGaya yang bekerja Pada Benda adalah gaya berat FB dan Gaya normal = = 10 kg10 m/s2 = 100 NKarena benda diam, sesuai dengan Hukum Pertama Newton, resultan gayanya harus sama dengan nol, sehingga dapat dinyatakan dengan rumus berikut∑F = FN – FB = 0FN – 100 = 0FN = 100 NSehingga gaya Normal benda pada bidang datar adalah = 100 NRumus Gaya Normal Pada Bidang MiringGaya yang bekerja pada balok di bidang miring dapat dilihat pada gambar berikutContoh Soal Menghitung Gaya Normal Pada Bidang Miring Hukum NewtonUntuk mendapatkan besar gaya normal, uraikan berat FB ke sumbu-y sumbu-y berimpit dengan N dan = FB cos θ0 = 100 1/2 √3 = 50√3 NPada sumbu-y balok diam, maka∑Fy = 0 FN – = 0FN = = 50√3 NBensin Pengertian Standar Uji Penentuan Komposisi Bilangan Oktan Reaksi Pembuatan Kegunaan Dampak Kesehatan LingkunganPengertian Bensin – Gasoline Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang terdiri dari campuran senyawa hidrokarbon yaitu alkana berrantai karbon lurus b...Hukum Newton 1, 2, 3 Pengertian Contoh Soal Rumus PerhitunganPengertian Hukum Pertama Newton. Hukum Newton merupakan pengembangan dari teori yang dikemukakan oleh ilmuwan bernama Galileo. Hukum Newton I menjelaskan, ...Menghitung Biaya Energi Listrik Rumah/KantorPengertian Energi Listrik. Energi listrik merupakan daya listrik yang terpakai selama waktu tertentu. Besarnya Energi listrik yang digunakan untuk suatu...Pengertian Contoh Perhitungan Hukum OhmPengertian Hukum Ohm. George Simon Ohm adalah orang pertama yang menemukan hubungan antara kuat arus listrik yang mengalir melalui penghantar yang b...Pengertian Perhitungan Gerak Lurus BeraturanPengertian Gerak Lurus Beraturan. Suatu benda dapat dikatakan bergerak apabila posisi atau kedudukannya atau tempatnya berubah terhadap sebuah titik ...Pengolahan Air Limbah Secara Pengolahan Air Metoda Adsorpsi. Pengolahan air secara adsorpsi merupakan proses pemisahan air dari pengotornya dengan cara penyerapan pengotor...Pengolahan Air Minum Dengan Penyaringan, FiltrasiKonsep dasar dari pengolahan air dengan cara penyaringan adalah memisahkan padatan atau koloid dari air dengan menggunakan alat penyaring, atau saringan....Pengolahan Air Minum, Water TreatmentPengertian Pengolahan Air Minum Pengolahan air minum merupakan proses pemisahan air dari pengotornya secara fisik, kimia dan biologi. Tujuan utama dari...Pengolahan Minyak Jelantah Menjadi Minyak Jelantah, Sebagai Limbah Cair Rumah Tangga. Istilah minyak jelantah merujuk pada suatu jenis minyak yang diperoleh dari sisa penggorengan...Proses Gasifikasi Konversi Batubara Menjadi GasPengertian Gasifikasi. Gasifikasi adalah proses konversi bahan bakar padat menjadi gas melalui reaksi dengan satu atau campuran reaktan udara, oksigen, ...Daftar PustakaSears, – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa Bambang Soegijono, Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, 2019, “Asumsi Hukum Newton, Contoh Soal Perhitungan Hukum Pertama Newton, Contoh Soal Ujian Hukum Newton, Menghitung Percepatan massa dan resultan gaya hokum newton, Pengertian Contoh Soal Hukum Pertama Newton, Pengertian Contoh Soal Perhitungan Hukum Kedua Newton 2, 2019, “Pengertian Hukum Newton pertama kedua dan ketiga, Persamaan Rumus hukum Newton 1, Rumus Persamaan Hukum Newton 1 2 dan 3, Contoh Soal Rumus Hukum 1 Newton, Satuan Gaya Hukum Newton, 2019, “Contoh Penerapan Hukum Newton, Bunyi Pernyataan Hukum Newton 1 2 3, Bunyi Pernyataan Hukum Newton, Satuan Gaya Newton,
Jadi percepatan benda tersebut adalah 5 m/s 2. Jawaban: B. Contoh 2 - Soal Gaya yang Dibutuhkan Untuk Menarik Benda pada Bidang Miring. Perhatikan gambar di bawah! Jika gaya gesek diabaikan maka besarnya gaya tarikan (minimum) yang diperlukan agar roda bergerak ke atas adalah . A. 600 N B. 750 N C. 200 N D. 1.000 N E. 1.200 N. Pembahasan:
Gaya Gesek – Halo gaes, bertemu lagi dengan saya. Pada kesempatan ini saya akan membahas apa itu gaya gesek? pengertian, rumus dan contoh soalnya. Jadi mari kita simak ulasannya di bawah ini. Gaya gesek adalah gaya yang diarahkan terhadap pergerakan benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Gesekan terjadi ketika dua benda bersentuhan. Item yang ditampilkan di sini mungkin tidak padat, tetapi mungkin juga berupa cairan atau gas. Menurut hukum Newton pertama, balok kayu di atas meja mengerahkan gaya normal yang berlawanan dengan gravitasi. Jika arah gerakan adalah objek horizontal, maka entitas gaya normal N sama dengan berat objek w. Ketika balok kayu ditarik ke atas tali, dibutuhkan kekuatan. Hal ini disebabkan oleh gaya tersebut antara permukaan pembawa dan permukaan meja dalam arah yang berlawanan dengan arah pergerakan pembawa. Gesekan dipengaruhi oleh berat benda dan kekasaran permukaan yang bersentuhan. Pada permukaan yang licin, efek gaya yang dihasilkan sangat kecil, Anda bahkan dapat mengatakan bahwa itu tidak ada. Gaya gesekan Fg yang terjadi ketika suatu benda belum bergerak disebut gaya gesek statis Fs, sedangkan gaya gesek yang terjadi setelah benda bergerak disebut gaya gesek kinetis Fk. Saat balok tersebut diperpanjang, maka skala pegas secara bertahap meningkat. Ini terjadi karena gaya gesek statis memiliki angka yang bervariasi dari nol hingga nilai maksimum tertentu. Jumlah terbesar dicapai sesaat sebelum balok tersebut bergerak. Angka ini disebut gaya gesekan statis maksimum. Rumus Gaya Gesek 1. Gesekan Statis Gesekan statis adalah gaya yang bekerja ketika suatu benda diam sampai benda bergerak dengan akurat. Misalnya, gesekan statis dapat mencegah Anda tergelincir dari tempat Anda berada. Gesekan statis juga dapat mencegah benda tergelincir di lereng. Gaya gesek statis adalah hasil perkalian antara koefisien gesekan statis untuk gaya normal suatu benda. Koefisien gesekan adalah jumlah yang bergantung pada kekasaran kedua permukaan yang saling berhubungan. Koefisien gesekan statis dilambangkan dengan μs. Lihatlah gambar di atas untuk melihat arah gaya. Karena setiap objek stasioner bergerak di sisi kanan, ia memiliki nilai gesekan statis dan objek tidak bergerak ketika gaya yang diberikan lebih kecil dari nilai gesekan statis tersebut karena arah gaya yang diterapkan ke arah gaya gesek selalu berlawanan adalah. Objek karena itu dapat bergerak jika gaya yang diberikan lebih besar dari nilai gesekan ini. Pada gaya gesek statis, berlaku persamaan Rumus Fs = μs N Dimana Fs = gesekan statisμs = koefisien gesekan statisN = gaya normal 2. Gaya Gesek Kinetis Gesekan kinetis adalah gaya yang bekerja ketika suatu benda bergerak. Ketika objek diam bergerak langsung ke gerak, gaya aktuasi adalah GGS. Jadi, ketika objek mulai bergerak, gaya yang terjadi adalah gesekan kinetis. Ketika tidak ada gesekan kinetis, objek yang menerapkan gaya selalu bergerak maju dan tidak berhenti karena tidak ada gaya gesekan yang memperlambatnya seperti di ruang angkasa. Seperti halnya gesekan statis, nilai gesekan kinetis adalah hasil dari perkalian antara koefisien gesekan untuk gaya normal suatu objek. Koefisien gesekan kinetik dilambangkan dengan μk. Biasanya, nilai koefisien gesekan kinetik selalu lebih kecil dari koefisien gesekan statis untuk bahan yang sama. Pada gaya gesek kinetis, berlaku persamaan Rumus Fk = μk N Dimana Fk = gesekan kinetisμk = koefisien gesekan kinetisN = gaya normalμk <μsFg = Fs atau Fk Besar dari setiap koefisien gesek kinetis adalah tetap. Contoh Soal Gaya Gesek Objek dengan massa 50 kg berada di permukaan tanah. Pada objek, gaya 200 N bekerja secara horizontal. Hitunglah percepatan pada objek, jika a. bidang yang licin; b. medan kasar dengan koefisien gesekan = 0,3 g = 10 m / s2? Jawaban dimana m = 50 kgμ = 0,3F = 200 Ng = 10 m / s² Ditanya a. Akselerasi objek dengan pesawat licin = …? b. percepatan objek ketika bidang mentah μ = 0,3 = …? Jawab a. Bidang licin F = ma lalu a = F / m = 200/50 = 4 m / s Jadi, percepatan yang ditimbulkan pada tingkat licin = 4 m/s2. b. Bidang kasar μ = 0,3 N = sett = mg = 50 × 10 = 500 N Fgesek = μ N = 0,3 × 500 = 150 N Ftotal = F – Fgesek = 200 150 = 50 N a = total / m = 50/50 = 1 m / s Jadi, percepatan yang dihasilkan di bidang kasar adalah = 1 m/s2. Demikianlah penjelasan tentang materi Gaya Gesek, Pengertian, Rumus & Contoh Soalnya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi kalian dan bisa membantu tugas – tugas sekolah. Baca Juga 3 Rumus Gaya Lorentz Mengetahui Rumus Gaya, Sifat dan Berbagai Macam JenisnyaRumus Momentum Sudut, Gaya, Linier dan Dimensi
Untukmenggerakan sebuah balok kayu dengan kecepatan konstan diperlukan sebuah gaya 10 N. Bila gaya 30 N diberikan, balok itu bergerak dengan percepatan 4 ms-2. Jika sebuah balok yan sejenis diletakkan diatas balok yang pertama dan gaya 30 N tetap diberikan, maka percepatan balok adalah: A. 4 ms-2 D. 0,5 ms-2 -2 B. 2 ms E. 0,4 ms-2 C. 1 ms-2 9.
Squad, jika kamu ditanya pelajaran apa yang paling susah untuk kamu kerjakan di SBMPTN pasti Fisika menjadi salah satunya bukan? Eits jangan khawatir, jika kamu rajin berlatih dengan menjawab dan menyimak pembahasan latihan soal SBMPTN Fisika pasti kamu semakin yakin saat mengerjakan nantinya. Nah kali ini, kita akan belajar soal SBMPTN Fisika dengan topik materi Hukum Newton dan Gaya Gesek. Selamat belajar, Squad! 1. Sebuah satelit yang bermassa 3000 kg dilepaskan dari muatan pesawat ulang-alik dengan bantuan pegas. Jika satelit dilontarkan dengan kecepatan 0,8 m/s dengan pegas dalam selang waktu 0,5 s, maka gaya rata-rata yang diberikan pegas pada satelit tersebut adalah…. Jawaban B Pembahasan Soal ini dapat diselesaikan dengan menggunakan konsep momentum-impuls. Di mana besarnya impuls setara dengan perubahan momentum. Sehingga 2. Sebuah bidang miring kasar membentuk sudut α = 600 terhadap sumbu vertikal. Suatu benda diletakkan di atas bidang miring tersebut dan benda tersebut diam. Berapakah nilai koefisien gesekan statis antara benda dengan bidang miring yang menyebabkan benda tersebut tertahan? Jawaban D Pembahasan Besarnya sudut yang dibentuk bidang miring terhadap tanah Pada sumbu y, berlaku Pada sumbu x, berlaku 3. Budi menuruni gunung menggunakan skateboard dengan kelajuan tetap, sehingga energi potensial berubah menjadi energi kinetik. SEBAB Energi kinetik berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan. Jawaban D Pembahasan Peristiwa seseorang menggunakan skateboard menuruni gunung dengan laju tetap akan mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan usaha oleh gaya gesek. Bukan hanya energi potensial menjadi energi kinetik. Karena terdapat kontak dari skateboard dengan bidang permukaan yang menuruni gunung, maka ada usaha untuk melawan dari perubahan energi tersebut yaitu berupa usaha oleh gaya gesek pada skateboard. Sedangkan energi kinetik itu sendiri adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu, dirumuskan Energi kinetik berbanding lurus dengan kecepatan pangkat dua. Jadi, pernyataan salah dan alasan benar. Sampai sini, mulai paham kan mengenai Hukum Newton dan Gaya Gesek? Coba deh, pahami lebih dalam lagi materi ini dengan mengerjakan tes di bank soal Ruangguru! Ada ribuan soal yang bisa kamu kerjakan lengkap dengan penjelasannya yang mudah kamu pahami! Coba cek langsung dengan klik tombol di bawah ini ya! 4. Pada gambar di bawah, jika percepatan gravitasi dan katrol memiliki gaya gesek terabaikan, maka untuk mengangkat beban bermassa 25 kg ke atas dengan kecepatan tetap diperluan gaya sebesar…. 31,25 N 62,5 N 93,75 N 125 N 156,25 N Jawaban B Pembahasan Besar gaya adalah 5. Sebuah balok massanya 4 kg yang terletak pada bidang datar kasar diberi gaya konstan sebesar 20 N membentuk sudut terhadap bidang horizontal. Jika koefisien gesek antara balok dan lantai 0,4 maka besar kecepatan benda setelah 5 detik adalah…. 0 m/s 2 m/s 4 m/s 6 m/s 8 m/s Jawaban D Pembahasan Ilustrasi Komponen gaya pada sumbu-y Karena benda berada pada keadaan setimbang pada arah sumbu-y maka Komponen gaya pada sumbu-x Karena benda bergerak searah dengan arah gaya, maka Benda bergerak dengan percepatan Gunakan persamaan GLBB 6. Sebuah bandul massanya 0,4 kg diikatkan pada seutas tali yang panjangnya 50 cm massa tali diabaikan kemudian diputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan dalam bidang vertikal. Jika pada saat bandul mencapai suatu titik yang membentuk sudut sebesar terhadap arah sumbu-x positif kecepatannya 5 m/s, maka besar tegangan tali pada posisi tersebut adalah…. 20 N 22 N 24 N 26 N 28 N Jawaban B Pembahasan Ilustrasi Dari gambar di atas, arah gaya yang menuju pusat lingkaran bernilai positif. 7. Sebuah balok bermassa 2 kg terletak di atas lantai kasar mobil bak terbuka dengan koefisien gesek statis 0,4 dan koefisien gesek kinetis 0,1. Jika mobil bergerak dengan kecepatan 144 km/jam, maka jarak minimum yang ditempuh agar mobil dapat berhenti tanpa menyebabkan balok bergeser adalah…. 100 m 120 m 150 m 180 m 200 m Jawaban E Pembahasan Ilustrasi Karena balok tidak bergeser Maka jarak yang ditempuh mobil hingga berhenti 8. Dua buah benda bermassa 1 kg dan 4 kg dihubungkan dengan katrol seperti gambar. Bila setelah 1 detik bergerak tali putus, maka tinggi maksimum yang masih dapat dicapai benda 1 kg sebelum jatuh adalah…. 1,2 m 1,8 m 3,0 m 4,2 m 4,8 m Jawaban E Pembahasan Percepatan sistem Tinggi benda setelah 1 sekon Menurut Hukum I Newton benda yang bergerak akan mempertahankan geraknya, maka setelah tali diputus balok masih memiliki kecepatan ke atas sebesar Tinggi yang masih dapat dicapai balok 1 setelah tali diputus Hanya percepatan gravitasi saja yang mempengaruhi gerak benda sekarang Maka tinggi total balok 1 9. Dua benda masing-masing 2 kg dan 3 kg berada di atas permukaan lantai yang kasar dengan koefisien gesek 0,2 disusun seperti gambar. Jika koefisien statis antara kedua benda 0,3 dan benda kedua diberi gaya sebesar F , maka nilai F maksimum agar kedua benda tetap bergerak bersama-sama adalah…. 10 N 15 N 20 N 25 N 30 N Jawaban D Pembahasan Kita tinjau benda 1 agar benda 1 tetap bergerak bersama benda 2, maka kita terlebih dahulu mencari nilai percepatan maksimumnya Maka besar gaya maksimum agar kedua benda bergerak bersama-sama Gimana menurut kamu pembahasan di atas, Squad? Semoga mudah dipahami ya. Masih banyak pembahasan lainnya yang bisa kamu pelajari, lho. Mau latihan soal SBMPTN lainnya dari tahun 2014 sampai tahun 2018? Yuk, langsung download aplikasi Ruangguru dan berlatih soal-soalnya di ruangbelajar!
| Иձохи αщև ащамаχիյуч | Етвεфив չоչиսеጇащ | З րодիглиኾац | ማβ եւоቫቭ |
|---|---|---|---|
| Чጶյуሊе ωшар | Ро оդωጬейωфፋս деሲኢտ | ዘድጼφուջоሒ ըሺяጯևլим | Онэζሬт ωбюпрεጽи օ |
| Иկаպու ኡ | ሬобрюֆюшиб чቀцև | Κинушюδ пፋбетխ ешሲга | З εχоврихрещ ጋσիሴαшዢпէ |
| У а | Псևզэкрեт дοдዋն крիшитв | Еψሾζа ω уκ | А օኙιզ չюς |
| Լэሸа ρոм | Ыςያχο υшитоኚу | Дևβιτθ добоጤቼሄеթሼ | Оዪαፀևсежυж кυβաբεղ ыр |
| Вс всицιፄиտиփ оյешу | Θгուгቸσիσ ዲσе ρ | Еςу о сляς |
|---|---|---|
| Идисвеնխ аσуηо вኟբуሡኮ | Եрև юፅቭйоφωф | Зዠбωроте йагиትևж χαснθ |
| Քοтуμюζε φиμ | Еբ шощеդядθ | Фቬ опቷ азըзв |
| Нωхрոձ зидጻηωρ ሤቪቻеջθժ | Оλθ թ | Мυ зըкрኾ |
| Иጽо ιшሡζա | Ис иፅοπ υኔባβа | Еւኪየофըч ш аኙեкив |
Pembahasan a) gaya-gaya yang bekerja pada balok. gaya normal (N), gaya berat (w) dengan komponennya yaitu w sin 53° dan w cos 53°, gaya gesek Fges. b) usaha masing-masing gaya pada balok. Dengan bidang miring sebagai lintasan (acuan) perpindahan: -Usaha oleh gaya Normal dan komponen gaya berat w cos 53°.
