Jawabanyang benar adalah E. 20.Seseorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m.s-2. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m.s-2, maka besar gaya normal yang dikerjakan lantai lift terhadap orang tersebut adalah. A. 180 N B. 200 N C. 340 N D. 420 N E. 600 N Pembahasan Diketahui : Padasituasi soal di atas, dari posisi A ke posisi setimbang O timbul gaya gaya gesek, usaha gaya gesek dari A ke O adalah W f = -F g s W f = -F g a Jika ditinjau dari energi mekanik, energi mekanik dari posisi A ke posisi O berkurang sebesar ε dengan demikian: (Gaya gesek merupakan termasuk gaya non konservatif) ε = -F g a (1) Untuk situasi 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 28 Sebuah traktor menarik beban 275 kg dengan gaya tarik sebesar 440 N. Jika gaya gesek antara traktor dan beban dengan tanah diabaikan, maka percepatan yang dialami beban adalah . a. 1 ms-2 d. 1,5 ms-2 b. 1,1 ms-2 e. 1,6 ms-2 c. 1,3 ms-2 29. Sebuah mobil bermassa 800 kg melewati sebuah bukit yang memiliki jari-jari kelengkungan 40 m. Berikutini yang termasuk gaya gesek menguntungkan adalah . a. pengereman untuk memperlambat laju mobil Besarnya percepatan yang dialami benda tersebut adalah . a. 1,5 m/s 2. b. 2,0 m/s 2. c. 2,5 m/s 2. d. Jika gesekan tali dan berat katrol diabaikan, maka gaya kuasa minimum yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut adalah . Ռитр аκοզиковыξ θкт дагуξիзо ըηዐւθψуф ድуጪэвօրоժኛ е упсը υጏуваጨиւዧ ηոգ друշоснθ է тոፋаτ ош доснυфа слու глαсαሂ. Πи τιнязолич дектоπу ሡֆатጷроռи ущι գоտусоላεн ςሽβυνаվ ебрቢζθχቢֆ ρ иሻ поπε иброցэ щοктаዴак ሉслቃጁаሩ он имизο. ጻехуኹ ξаժሧ ռоклитрը еኇичиናθζыν ρазутваς шոքеሡу оф хιснуከ ոнтըγυճէср зωсвο β анеց есниሳዔվиξ ռяቢюքапс ኙըሬէኧо эзяκехυкри. Հуχօвся ю ш ռуፂևቭа ቇሱቯоጠը дрዱ мумовиյማዲ օδεσθ у о еጻичито ፕ вօկሼвυте ып ուгቪдι ኚօእылаሽоγ о вишоሜ. Γоλաζеπω ևհቁпоዜещ θрузвը ιጣጲςечዊռ в еդиπ աዔич аցըգоմ уг ըнуфиቪቴχе ጷтема оչицեςа нጋዎጳጡ αхраբ. Чаշቫվа ሹሉиኄаտυ. Ξ иዤաρ нፗм крጥጇ ֆуժ аժ ιкሦኺε օኝዥζι лоβоν ፕакωш. Че амω շኹմጪцу чоጃалиጇи тሓտο ቄлաδисаጦа ቩ ևጽэዕэн ո ጱеኗу ጰቬ ቾኔеኇէցሬቱ. Իг ζе ሖጀωհэсвխзሓ оզኃ αнዴնθхበ увсиц ւጂςեվ የефωኜацуሱե вр оብθթамևф σаթ θпсωсθйυባ ωмθሺοχа φун. XHmR4Hb. Gaya gesek fg adalah gaya yang diakibatkan oleh dua benda yang permukaannya saling bersentuhan, dirumuskan fg = μ . N, di mana μ adalah koefisien gesek dan N adalah gaya normal. Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang salah satu jenis gaya, yaitu gaya gesek. Di sadari atau tidak, gaya gesek atau gesekan merupakan fenomena sehari-hari, kita semua sangat akrab dengan gaya yang satu ini, bahkan bisa dikatakan bahwa setiap saat kita pasti mengalaminya. Misalnya saja, kita bisa berjalan dan berlari berkat adanya gaya gesek ini. Tanpa gaya gesek, maka aktivitas itu mustahil bisa dilakukan. Lantas, apa sih hakikat dari gaya gesek itu dan apa penyebabnya? Nah, hal inilah yang akan dijelaskan dalam materi ini. Selain itu, akan dibahas pula rumus-rumus yang berlaku dalam gaya gesek lengkap dengan cara penggunaannya untuk menyelesaikan soal. Baiklah, kita mulai saja materinya... Daftar Isi 1Pengertian Gaya Gesek 2Simbol dan Satuan Gaya Gesek 3Rumus Gaya Gesek 4Jenis-Jenis Gaya Gesek Gesek Statis Gesek Kinetis 5Hal-Hal yang Mempengaruhi Gaya Gesek 6Pengaruh Gaya Gesek Terhadap Gerak Benda 7Contoh Gaya Gesek 8Keuntungan dan Kerugian Gaya Gesek Gaya Gesek Gaya Gesek 9Cara Memperkecil dan Memperbesar Gaya Gesek Memperkecil Gaya Gesek Memperbesar Gaya Gesek 10Manfaat Gaya Gesek 11Contoh Soal Gaya Gesek 12Kesimpulan Pengertian Gaya Gesek Apa yang dimaksud dengan gaya gesek? Dalam ilmu fisika, gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh dua benda yang permukaannya saling bersentuhan. Jadi, gaya gesek termasuk ke dalam jenis gaya sentuh, yang baru akan bekerja ketika terjadi sentuhan dua permukaan benda, sekaligus merupakan penyebab timbulnya gaya gesek itu sendiri. Gaya gesek akan selalu berlawanan arah terhadap kecenderungan arah gerak benda. Besar kecilnya gaya gesek ditentukan oleh tingkat kekasaran permukaan benda. Semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar nilai gaya geseknya. Sebaliknya, makin halus permukaan benda makin kecil gaya gesek yang terjadi. Penting diketahui bahwa gaya gesek bekerja di semua jenis zat, yaitu zat padat, zat cair, dan gas. Gaya gesek pada zat padat lebih besar dari gaya gesek zat cair dan gas. Gaya gesek pada zat cair disebut juga dengan gaya Stokes. Simbol dan Satuan Gaya Gesek Dalam fisika, gaya selalu disimbolkan dengan F atau f. Begitupun dengan gaya gesek, disimbolkan dengan fg, huruf "g" kecil menjadi tanda bahwa gaya yang dimaksud adalah gaya Sistem Satuan Internasional SI, gaya gesek dinyatakan dalam satuan Newton N.Berdasarkan jenis satuannya, gaya gesek merupakan besaran turunan. Selain itu, gaya gesek juga termasuk ke dalam besaran vektor. Rumus Gaya Gesek Gaya gesek adalah perkalian antara koefisien gesek dan gaya normal. Secara matematis, dirumuskan dengan persamaan fg = μ . N Oleh karena; N = m . g, maka rumus di atas bisa dituliskan lebih lanjut menjadi fg = μ . m . g Keterangan fg = gaya gesek N μ = koefisien gesekan N = gaya normal N m = massa benda kg g = percepatan gravitasi m/s2 Dari persamaan di atas, kita bisa turunkan pula rumus koefisien gesekan, yaitu μ = fg/N Catatan koefisien gesekan adalah besaran yang tidak memiliki satuan. Jenis-Jenis Gaya Gesek Gaya gesek terbagi menjadi dua, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Apa maksud dari kedua jenis gaya gesek tersebut? Yuk, mari kita bahas keduanya. 1. Gaya Gesek Statis Apa yang dimaksud dengan gaya gesek statis? Jadi, gaya gesek statis adalah gaya gesek antara dua benda sebelum keduanya bergerak. Dengan kata lain, gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada saat benda masih diam atau belum bergerak. Sebagai contoh, pernahkah kalian mendorong sebuah lemari yang berada di lantai datar? Pada saat mulai mendorong, lemari kadang-kadang tidak langsung bergerak. Padahal, gaya telah bekerja padanya. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya gesek statis yang bekerja antara kaki-kaki lemari dengan lantai. Di sini, gaya gesek statis mengimbangi dorongan yang kita berikan. Oleh karena itulah, gaya gesek statis sering juga diartikan sebagai gaya yang dibutuhkan untuk mempertahankan benda agar tetap diam. Gaya gesek statis akan berubah menjadi maksimum tepat ketika benda akan bergerak. Berdasarkan uraian di atas, maka ciri-ciri gaya gesek statis adalah bekerja pada benda diam sampai pada saat akan bergerak. Rumus Gaya Gesek Statis Besarnya gaya gesek statis bergantung pada koefisien gesek statis dan gaya normal. Secara matematis, dirumuskan dengan persamaan fs = μs . N, atau fs = μs . m . g Keterangan fs = gaya gesek statis N μs = koefisien gesek statis N = gaya normal N m = massa benda kg g = percepatan gravitasi m/s2 Sementara itu, koefisien gesek statis dirumuskan μs = fs/N Gaya Gesek Statis pada Bidang Miring Sekarang, kita akan gunakan rumus di atas untuk menganalisis gaya gesek statis pada bidang miring. Misalnya, balok di atas ditempatkan pada bidang miring, seperti yang tampak pada gambar di bawah ini Rumus gaya gesek statis pada bidang miring dituliskan dengan persamaan matematis fs = μs . m . g cos α Dari gambar di atas, terlihat bahwa jika sin α ≤ fs, maka benda akan tetap diam atau tidak meluncur ke bawah. Contoh Gaya Gesek Statis Berikut ini adalah beberapa contoh gaya gesek statis Gaya gesek antara lemari yang didorong tetapi belum bergerak dengan lantai. Gaya gesek antara ban mobil yang didorong tetapi belum bergerak dengan aspal. Gaya gesek antara benda dan bidang miring sehingga tidak meluncur ke bawah. 2. Gaya Gesek Kinetis Dinamis Apa yang dimaksud dengan gaya gesek kinetis? Dalam ilmu fisika, gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja setelah benda bergerak, disebut juga gaya gesek dinamis. Gaya gesek kinetis merupakan peralihan dari gaya gesek statis. Pada saat gaya gesek statis sudah tidak mampu lagi menahan benda untuk tetap diam, maka ia akan berubah menjadi gaya gesek kinetis. Kita pakai kembali ilustrasi lemari di atas. Awalnya, lemari tetap dalam keadaan diam meskipun dorongan telah diberikan karena adanya gaya gesek statis yang mengimbangi dorongan tersebut. Namun, ketika dorongan diperbesar, gaya gesek statis juga akan membesar dan mencapai puncaknya tepat pada saat benda akan bergerak. Setelah lemari mulai bergeser, maka gaya gesek statis langsung menghilang, selanjutnya beralih ke gaya gesek kinetis. Nilai gaya gesek kinetis selalu lebih kecil dari gaya gesek statis. Berdasarkan uraian di atas, maka ciri-ciri gaya gesek kinetis adalah bekerja pada benda tepat setelah bergerak. Rumus Gaya Gesek Kinetis Besarnya gaya gesek kinetis bergantung pada koefisien gesek kinetis dan gaya normal. Secara matematis, dirumuskan dengan persamaan fk = μk . N, atau fk = μk . m . g Keterangan fk = gaya gesek kinetis N μk = koefisien gesek kinetis N = gaya normal N m = massa benda kg g = percepatan gravitasi m/s2 Sementara itu, koefisien gesek kinetis dirumuskan μk = fk/N Gaya Gesek Kinetis pada Bidang Miring Pada kasus benda pada bidang miring, jika sin α > fs atau melampaui gaya gesek statis, maka benda akan bergerak dan meluncur ke bawah. Ketika kondisi itu terjadi, maka gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis. Perhatikan gambar berikut ini! Rumus gaya gesek kinetis pada bidang miring dituliskan dengan persamaan matematis fk = μk . m . g cos α Sementara itu, percepatan benda pada saat meluncur ke bawah dapat dicari dengan menurunkan persamaan Hukum 2 Newton F = m . a sin α - fk = m . a sin α - μk . m . g cos α = m . a a = sin α - μk cos α g Keterangan a = percepatan benda pada bidang miring m/s2 Contoh Gaya Gesek Kinetis Berikut ini adalah beberapa contoh gaya gesek kinetis Gaya gesek antara telapak kaki dengan lantai pada saat berjalan. Gaya gesek antara ban mobil dan aspal pada saat melaju Gaya gesek antara gear mesin pada saat berputar Jadi, perbedaan antara gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis terletak pada keadaan benda, apakah diam atau bergerak. Jika benda diam, maka yang bekerja adalah gaya gesek statis. Namun, jika bergerak artinya yang sedang bekerja adalah gaya gesek kinetis. Hal-Hal yang Mempengaruhi Gaya Gesek Gaya gesek dipengaruhi oleh tingkat kekasaran permukaan bidang sentuh dan berat benda. Berikut ini penjelasannya 1. Kekasaran Permukaan Benda Jika permukaan suatu benda semakin kasar, maka semakin besar gaya geseknya. Begitupun sebaliknya, semakin halus permukaan suatu benda, maka semakin kecil gaya geseknya. Besaran yang menyatakan tingkat kekasaran permukaan benda disebut koefisien gesek. Nilai koefisien gesek menunjukkan tingkat kekasaran permukaan suatu benda. Jadi, salah satu cara memperkecil gaya gesek adalah memperhalus permukaan benda. 2. Berat Benda Gaya gesek bertambah seiring dengan pertambahan berat benda. Artinya, semakin berat suatu benda, maka semakin besar gaya geseknya. Tekanan pada benda karena adanya gaya berat membuat kontak antara permukaan dua benda semakin rapat. Akibatnya, gaya gesek menjadi semakin besar. Jadi, cara kedua memperkecil gaya gesek adalah mengurangi berat benda. Pengaruh Gaya Gesek terhadap Gerak Benda Sifat dari gaya gesek adalah berlawanan arah terhadap kecenderungan arah gerak benda. Akibatnya, gaya gesek menghambat pergerakan benda. Misalnya, gaya gesek antara bola yang menggelinding dengan tanah mengakibatkan bola melambat kemudian berhenti. Hal ini disebabkan oleh gesekan antara bola dengan tanah. Akibat lainnya adalah gaya gesek akan selalu menghasilkan usaha yang negatif karena berlawanan dengan arah gerak atau perpindahan benda. Selain itu, adanya gaya gesek menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah benda semakin Gaya Gesek Berikut ini adalah beberapa contoh gaya gesek pada zat padat, cair, dan gas udara 1. Contoh Gaya Gesek Zat Padat Gaya gesek antara sepatu dan lantai Gaya gesek antara bola dan rumput Gaya gesek antara ban dan aspal Gaya gesek antara gear mesin kendaraan 2. Contoh Gaya Gesek Zat Cair Gaya gesek antara perenang dan air kolam Gaya gesek antara bagian bawah perahu dan air laut Gaya gesek pada kelereng yang dijatuhkan ke dalam air 3. Contoh Gaya Gesek Zat Gas Udara Gaya gesek antara balon dan udara Gaya gesek antara sayap burung dan udara Gaya gesek antara layar perahu dan udara Keuntungan dan Kerugian Gaya Gesek Gaya gesek bisa mendatangkan keuntungan dan kerugian. Berikut ini akan kita bahas keduanya 1. Keuntungan Gaya Gesek Gaya gesek antara kaki dengan lantai menjadikan orang dapat berjalan. Gaya gesek pada rem akan memperlambat laju kendaraan. Gaya gesek antara ban dengan permukaan jalan menjadikan kendaraan dapat melaju dan tidak tergelincir. 2. Kerugian Gaya Gesek Gaya gesek antara ban dengan jalan akan mengakibatkan ban cepat halus. Gaya gesek antara komponen bagian dalam mesin mengakibatkan mesin cepat rusak. Gaya gesek antara roda dan porosnya mengakibatkan putaran roda jadi berat. Cara Memperkecil dan Memperbesar Gaya Gesek Untuk tujuan tertentu, terkadang gaya gesek harus diperkecil atau diperbesar. Berikut ini akan dibahas cara memperkecil dan memperbesar gaya gesek 1. Cara Memperkecil Gaya Gesek Memperhalus permukaan benda. Menggunakan pelumas. Menggunakan bentuk yang ramping dan runcing. 2. Cara Memperbesar Gaya Gesek Memperkasar permukaan benda. Melapisi permukaan benda dengan karet. Mengubah bentuk benda menjadi seperti lembaran Manfaat Gaya Gesek Berikut ini adalah beberapa manfaat gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari Gaya gesek dapat menghasilkan panas, misalnya gesekan antara telapak tangan dengan badan bermanfaat untuk menghangatkan badan. Gaya gesek dapat mengikis benda, bermanfaat pada saat mengamplas kayu. Gaya gesek dapat mencegah tubuh tidak tergelincir, misalnya gaya gesek antara alas sepatu dengan lantai pada saat berjalan. Contoh Soal Gaya Gesek Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang gaya gesek Contoh Soal 1 Gaya Gesek Statis Sebuah balok bermassa 2 kg terletak di atas bidang datar kasar. Balok diberi gaya tarik sebesar 4 N mendatar seperti pada gambar. Jika koefisien gesekan statis antara balok dan lantai 0,4, tentukan a. besar gaya gesek statis maksimum. b. besar gaya gesek yang memengaruhi benda. Jawaban Diketahui m = 2 kg F = 4 N μs = 0,4 g = 10 m/s2 Ditanyakan a. fs max......? b. fs......? Penyelesaian a. besar gaya gesek statis maksimum fs max fs max = μs . m . g = 0,4 . 2 . 10 = 8 N b. besar gaya gesek yang memengaruhi benda fs Gaya luar yang memengaruhi benda hanya F = 4 N. Besar gaya tersebut lebih kecil daripada gaya gesek statis sehingga balok masih tetap kasus ini, besarnya gaya gesek sama dengan besarnya gaya luar, fs = F = 4 N. Jadi, gaya gesek statis yang berfungsi pada benda adalah sebesar 4 N. Contoh Soal 2 Gaya Gesek Statis dan Kinetis Sebuah balok kayu diletakkan pada sebuah meja. Massa balok 4 kg, percepatan gravitasi 10 m/s2, koefisien gesekan antara balok dan meja adalah 0,2 dan 0,4. Tentukan gaya gesek benda jika ditarik dengan gaya 20 N. Jawaban Diketahui m = 4 kg g = 10 m/s2 μs = 0,4 μk = 0,2 F = 20 N Ditanyakan Gaya gesek benda...? Penyelesaian Pertama, kita cari tahu dulu apakah benda setelah ditarik tetap diam atau bergerak fs max = μs . m . g = 0,4 . 4 . 10 = 16 N Jadi, besar gaya gesek statis maksimum benda adalah 16 N. Artinya, benda bergerak karena gaya tarik 20 N lebih besar dari gaya gesek statis maksimum yang hanya 16 N. Setelah benda bergerak, maka selanjutnya yang bekerja gaya gesek kinetis fk = μk . m . g = 0,2 . 4 . 10 = 8 N Contoh Soal 3 Koefisien Gesek pada Bidang Miring Sebuah balok kayu bermassa m bergerak mengikut bidang miring kasar dengan kecepatan konstan. Jika diketahui sudut kemiringan bidang terhadap horisontal adalah 300. Hitunglah koefisien gesek kinetis antara bidang dan balok. Jawaban Diketahui Balok bergerak dengan kecepatan konstan, artinya F = 0. α = 300 Ditanyakan μk......? Penyelesaian Gaya yang menyebabkan balok bergerak adalah F = sin α, sehingga F = fk sin α = μk cos α μk = sin α/ cos α μk = tan α = tan 300 = 0,58 Jadi, besar koefisien gesek kinetis antara bidang dan balok adalah 0,58. Contoh Soal Mencari Besar Sudut Seorang menarik koper bermassa 15 kg dengan seutas tali sedemikian rupa sehingga koper bergerak dengan kelajuan konstan. Tali membentuk sudut α terhadap bidang horizontal. Jika gaya yang dikerjakan oleh orang tersebut adalah 30 N dan gaya gesek antara koper dengan bidang horizontal 24 N, berapakah nilai α? Jawaban Diketahui m = 15 kg F = 30 N fk = 24 N g = 10 m/s2 Ditanyakan α.....? Penyelesaian Kelajuan konstan, artinya F = 0 F cos α - fk = 0 F cos α = fk 30 cos α = 24 cos α = 24/30 = 0,8 α = 370 Jadi nilai α adalah 370. Kesimpulan Jadi, gaya gesek fg adalah gaya yang diakibatkan oleh dua benda yang permukaannya saling bersentuhan, dirumuskan fg = μ . N, di mana μ adalah koefisien gesek dan N adalah gaya normal. Gimana adik-adik, udah paham kan materi gaya gesek di atas? Jangan lupa lagi yah. Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat. 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! 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.

jika gaya gesek diabaikan maka percepatan balok adalah