Modul Pembelajaran fisika Gaya Gesek untuk SMA/MA Kelas X By : Pranesti Nita Utami
Gaya Gesek 1 Gaya Gesek Jenis gaya gesek Gaya gesek statis Gaya gesek kinetis 1. 2. Faktor Keuntungan/ kerugian Permukaan benda Berat benda 1. 2. Keuntungan gaya gesek Kerugian gaya gesek 1. 2.
2 Gaya Gesek Tujuan Pembelajaran Siswa dapat membedakan perbedaan gaya gesek statis dan kinetis. Siswa dapat menyebutkan contoh penerapan gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari. Siswa mampu menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi gaya gesekan 1. 2. 3.
A. Pengertian fg = μ. m. g 3 Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah permukaan benda saling bersentuhan. Gambar 1.1 Arah gaya gesek Gaya gesek adalah perkalian antara koefisien gesekan dan gaya normal secara matematis dapat dirumuskan dengan persamaan di bawah ini. Keterangan: fg : gaya gesek(N) μ : koefisien gaya geseka m:massa benda(kg) g : percepatan gravitasi bumi(m/s) N: gaya normal(N) fg = μ. N
B. Jenis gaya gesek 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. 4 Sebagai contoh pemahkah 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. Gambar 1.2 seseorang mendorong lemari a. Gaya gesek statis
Gaya gesek statis 5 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.Ciri-ciri gaya gesek statis adalah bekerja pada benda diam. fs = μs. N μs= fs/ N Besarnya gaya gesek statis bergantung pada koefisien gesek statis dan gaya normal Secara matematis, dirumuskan dengan persamaan; Sementara untuk koefisien gaya gesekan statis dirumuskan sebagai berikut : Keterangan : fs : gaya gesek statis(N) μs : koefisien gaya gesekan statis N : gaya normal(N)
Gaya gesek statis 6 Contoh gaya gesek statis. 1. Gaya gesek antara lemari yang didorong tetapi belum bergerak dengan lantai. 2. Gaya gesek antara ban mobil yang didorong tetapi belum bergerak dengan aspal. 3. Gaya gesek antara benda dan bidang miring sehingga tidak meluncur ke bawah. contoh soal : 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 adalah 0,4 tentukan gaya gesek statis maksimum. jawaban : Diketahui : m= 2 kg F= 4N g = 10 m/s2 Ditanya : fs =……….? Jawab : fs = fs = fs = 0,4 . 2 kg. 10 m/s2 fs = 8 N
b. Gaya gesek kinetis fk = μk. N μk= fk/ N Sementara untuk koefisien gaya gesekan kinetis dirumuskan sebagai berikut : 7 Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja setelah benda bergerak. 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 pakal kembali ilustrasi lemari. 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. Besarnya gaya gesek kinetis bergantung pada koefisien gesek kinetis dan gaya. Yang secara matematis dapat dirumuskan dengan persamaan di bawah ini: Keterangan : fk : gaya gesek kinetis(N) μk : koefisien gaya gesekan kinetis N : gaya normal(N)
Gaya gesek kinetis 8 Contoh gaya gesek kinetis. 1. Gaya gesek antara telapak kaki dengan lantai pada saat berjalan. 2. Gaya gesek antara ban mobil dan aspal pada saat melaju. 3. Gaya gesek antara gear mesin pada saat berputar. Contoh soal : Sebuah balok kayu diletakkan pada sebuah meja. Massa balok 4 kg. percepatan gravitasi 10 m/(s ^ 2) koefisien gesekan antara balok dan meja adalah 0,2 dan 0,4. Tentukan gaya gesek benda jika ditarik dengan gaya 20 N. Diketahui: m = 4kg g = 10 ^ m / s 2 μs= 0, 4 μk = 0.2 F = 20N Ditanyakan : Gaya gesek benda ? Penyelesaian: Pertama kita cari tahu dulu apakah benda setelah ditarik tetap diam atau bergerak Fs max = = 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: Fs max = = 0,2.4.10 = 8 N
C. Faktor yang memengaruhi gaya gesek 9 1. Kekasaran Permukaan Benda Jika permukaan suatu benda semakin kasar,maka akan semakin besar gaya gesek yang dihasilkan. Begitupun sebaliknya jika semakin halus permukaan suatu benda makan akan semakin kecil gaya gesek yang dihasilkan. 2. Berat Benda Gaya gesek bertambah seiring dengan pertambahan berat benda. Artinya semakin berat suatu benda maka akan semakin besar gaya geseknya. Tekanan pada benda yang terjadi akibat adanya gaya berat benda membuat kontak antara permukaan dua benda semakin rapat. Akibatnya gaya gesek menjadi semakin besar. D. Keuntungan dan kerugian gaya gesek 1. Keuntungan Gaya Gesek a. Gaya gesek antara kaki dengan lantai menjadikan orang dapat berjalan b. Gaya gesek pada rem akan memperlambat laju kendaraan. c. Gaya gesek antara ban dengan permukaan jalan menjadikan kendaraan dapat melaju dan tidak tergelincir 2. Kerugian Gaya Gesek a. Gaya gesek antara ban dengan jalan akan mengakibatkan ban cepat halus. b. Gaya gesek antara komponen bagian dalam mesin mengakibatkan mesin cepat rusak. c. Gaya gesek antara roda dan porosnya mengakibatkan putaran roda menjadi berat.
Thanks You By : Pranesti Nita Utami