Contoh soal dan pembahasan menghitung gaya gesekan

Gaya Gesek adalah gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak benda, di bawah ini akan disajikan Contoh soal dan pembahasan menghitung gaya gesekan. Mudah-mudahan saja Contoh soal dan pembahasan menghitung gaya gesekan ini memberikan manfaat yang banyak.

Soal No. 1) Perhatikan gambar dibawah. Koefisien gesek kinetis antara kotak A dengan meja nilainya sebesar 0,2. Tentukan percepatan sistem tersebut.

Jawaban:
Berikut arah komponen-komponen gaya dari kedua benda,

Gaya normal kotak A sebesar:

$F_N = m_A \cdot g = 5kg \cdot 9,8 \: m/s^2 = 49 N$ .

Gaya gesek kinetis yang bekerja pada kotak A sebesar:

$f_k = \mu_k \cdot F_n = 0,2 \cdot 49 N = 98 N$ .

Gaya tegang tali dinotasikan dengan $T$ ataupun $F_T$ .

Persamaan Hukum kedua Newton pada kotak A dapat ditullis dengan:

$\sum F_A = m_A \cdot a \newline \newline T - f_k = m_A \cdot a \newline \newline T = m_A \cdot a + f_k$ .

Persamaan Hukum kedua Newton pada kotak B dapat ditulis dengan:

$\sum F_B = m_B \cdot a$ .

$m_b \cdot g - T = m_B \cdot a$ (disubstitusikan dengan persamaan kotak A)

$m_B \cdot g - (m_A \cdot a + f_k) = m_B \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-m_a \cdot a-f_k=m_B \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-f_k=m_B \cdot a+m_A \cdot a \newline \newline m_B \cdot g-f_k=(m_B + m_A)a$ .

Kita dapat mencari nilai $a$ sebesar:

$a = \frac{m_b \cdot g - f_k}{m_B + m_A} = \frac{19,6 N - 9,8 N}{5kg + 2kg}$ .

$a = 1,4 m/s^2$ .

Jadi, percepatan yang dialami kotak A sebesar $1,4 m/s^2$ ke kanan dan kotak B ke bawah.

Kita juga dapat mencari gaya tegang tali sebesar:

$T = m_A \cdot a + f_k = 9,8 N + (5 kg)(1,4 m/s^2) = 17 N$ .

Soal No. 2) Sebuah balok es dengan massa 20 Kg tidak bergerak diatas lantai datar. Koefisien gesekan statis benda tersebut sebesar µs = 0,4 dan koefisien gesekan kinetis nya sebesar µk = 0,3. Balok es tersebut dikenai gaya dengan ditarik sebesar 60 N dan membentuk sudut 60o terhadap lantai. Tentukan berapa nilai gaya gesekan yang terjadi pada balok es.

Jawaban
Diketahui :

m = 20 Kg
µs = 0,4
µk = 0,3
F = 60N

Karena pada sumbu Y benda tidak bergerak maka ∑Y = 0

Gaya Normal

Pertama harus dicari terlebih dahulu nilai dari N.
N + F. sin 60o– w = 0
N = w – F. sin 60o 0
N = m.g – F. sin 60o 0
N = 20 Kg. 10m/s2 – 60. 1/2√3 /
N = 200 – 52,2
N = 147,8N

Gaya Gesek Statis

Kemudian masukkan nilai N yang sudah didapatkan ke dalam rumus gaya gesekan statis.
fs = µs.N
fs = 0,4. 147,8 N
fs = 59,12 N
Sehingga hasilnya adalah gaya gesekan yang dialami dari balok es adalah 59,12N.