5 Contoh Soal Gaya Gesek beserta Pembahasannya, Referensi Bahan Belajar

Contoh Soal Gaya Gesek beserta Pembahasannya 4

Balok kayu dengan massa 40 kg berada di sebuah lantai datar. Lalu, sebuah gaya horizontal sebesar 120 N menarik balok tersebut. Dari keterangan tersebut, hitunglah berapa percepatan yang balok tersebut alami jika:

1. Lantai licin sempurna
2. Lantai kasar berkoefisien gesek kinetis sebesar 0,2 dan gravitasi = 10 m/s².

Pembahasan:

Diketahui:

Massa (m) = 40 kg
Gaya Tarik (F) = 120 N
Koefisien gesek (μ) = 0,2
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Ditanya:

1. Percepatan apabila bidang licin
2. Percepatan apabila bidang kasar 

Jawab:

1. Kondisi Bidang Licin

Pada bidang datar yang licin bisa dikatakan sama sekali tidak ada gaya gesek yang menjadi hamabatan. Maka dari itu, gaya yang bekerja hanya berasal dari gaya tarik.

Baca Juga :

13 Contoh Soal Relativitas Massa beserta Pembahasannya dengan Rumus

F = m . a

a = F / m

a = 120 / 40 = 3 m/s²

Jadi, percepatan balok pada bidang yang licin adalah sebesar 3 m/s².

2. Kondisi Bidang Kasar μ = 0,2

Pertama, mari kita cari dulu gaya normal N dan gaya geseknya fg:

Gaya Normal N: 

Karena berada di bidang datar, maka:

N = w = m . g
N = 40 . 10 = 400 N

Gaya Gesek fg:
fg = μ . N
fg = 0,2 . 400 = 80 N

Selanjutnya, mari kita hitung percepatan dengan resultan gaya:

ΣF = m . a

F – fg = m . a

120 – 80 = 40 . a

40 = 40 . a

a = 40 / 40 = 1 m/s²

Jadi, percepatan balok pada bidang yang kasar adalah sebesar 1 m/s².

Baca Juga :

13 Contoh Soal OSN Kimia Tingkat SMA dan Pembahasannya Lengkap

Contoh Soal Gaya Gesek beserta Pembahasannya 5

Balik dengan massa 20 kg terletak di sebuah lantai yang horizontal. Lalu, gaya sebesar 100 N bekerja pada balok tersebut saat balok ditarik. Tentukanlah berapa percepatan balok apabila:

1. Lantai licin (tanpa gesekan)
2. Lantai kasar berkoefisien gesek kinetis μk = 0,2 (g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Diketahui:

Massa balok m = 20 kg
Besar gaya yang bekerja F = 100 N
Koefisien gesek kinetis lantai kasar μk = 0,2
Kecepatan gravitasi g = 10 m/s²

Ditanyakan:

1. Percepatan balok pada lantai licin (tanpa gesekan)
2. Percepatan balok pada lantai kasar berkoefisien gesek kinetis μk = 0,2 (g = 10 m/s²)
Jawab:
1. Percepatan balok pada lantai licin

Karena lantainya licin, maka tidak ada gaya gesek yang bekerja menghambat benda. Sehingga dapat diputuskan dengan persamaan:

Rumus: F = m . a

Maka, percepatan lantai licin:
a = F / m
a = 100 / 20 = 5 m/s²

Jadi, percepatan balok yang terjadi pada lantai licin adalah sebesar 5 m/s².

2. Percepatan pada lantai kasar μk

Untuk percepatan pada bidang kasar, maka terlebih dahulu kita harus menghitung berapa besar gaya gesek yang melawan arah gerak benda.

Mencari Gaya Normal N:
N = m . g = 20 . 10 = 200 N
Mencari Gaya Gesek fk:
fk = μk . N
fk = 0,2 . 200 = 40 N
Mencari Resultan Gaya ΣF:
ΣF = F – fk
ΣF = 100 – 40 = 60 N
Mencari Percepatan a:
a = ΣF / m
a = 60 / 20 = 3 m/s²

Jadi, percepatan yang bekerja pada bidang kasar adalah sebesar 3 m/s².