Contoh Soal Gaya Gesek Beserta Jawabannya
Soal 1
Sebuah kursi bermassa 23 kg didorong dengan memberikan gaya horisontal 60 N. mulai dari keadaan diam pada t = 0, kursi dipercepat ke depan. Pada t = 3,0 s, kursi memiliki kelajuan 1,5 m/s. berapakah koefisien gesek kinetik antara lantai dan kursi?
Jawab:
Diketahui: massa kursi m = 8,0 kg, F = 60 N, v0 = 0, v = 1,5 m/s, setelah Δt = 3,0 s, maka dengan menggunakan v = v0 + at untuk mencari percepatan kursi, yaitu
1,5 m/s = 0 + a(3,0 s)
a = 0,5 m/s2
sehingga dengan menerapkan hukum II Newton pada kursi, kita peroleh
a = ΣF/m
a = [F – fk]/m
0,5 m/s2 = [60 – fk]/5
fk = 57,5 N
karena fk = μkN = μkmg = 230μk, maka
230μk = 57,5
μk = 0,25
Soal 2
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s sepanjang jalan horisontal dan mendadak direm sehingga akan berhenti. Berapakah jarak terpendek mobil tersebut agar dapat dihentikan, bila koefisien gesekan antara ban-ban mobil dan jalan adalah 0,90? Anggplah bahwa keempat roda direm dengan cara yang sama.
Jawab:
Gaya gesekan pada satu roda, sebutkan saja roda 1 adalah
f1 = μN1 = μw1
di mana w1 adalah berat yang ditanggung oleh roda 1. Kita peroleh gaya gesekan total f dengan menambahkan hasil perkalian di atas untuk keem[at buah roda:
f = μw1 + μw2 + μw3 + μw4 = μw
di mana w adalah berat total mobil (kita misalkan pengereman pada setiap roda adalah optimal). Gaya gesekan ini adalah satu-satunya gaya yang tidak seimbang pada mobil (kita abaikan gesekan angin semacamnya). Kita tulis F = ma untuk mobil dengan menggantikan F dengan –μw diperoleh –μw = ma di mana m adalah massa mobil dan arah gerak diambil arah positif. Tetapi, w = mg, sehingga percepatan mobil adalah
a = –μw/m = –μg = –(0,90)(9,8 m/s2) = –8,8 m/s2
dengan mengetahui bahwa v0 = 20 m/s, v = 0, dan a = –8,8 m/s2, maka dari persamaan v2 = v02 + 2ax diperoleh
x = [(0 – 400) m2/s2]/[ –17,6 m/s2] = 22,7 m
bila roda keempat roda tersebut tidak mengerem secara optimal, jarak perhentian akan lebih panjang.
Sebuah kursi bermassa 23 kg didorong dengan memberikan gaya horisontal 60 N. mulai dari keadaan diam pada t = 0, kursi dipercepat ke depan. Pada t = 3,0 s, kursi memiliki kelajuan 1,5 m/s. berapakah koefisien gesek kinetik antara lantai dan kursi?
Diketahui: massa kursi m = 8,0 kg, F = 60 N, v0 = 0, v = 1,5 m/s, setelah Δt = 3,0 s, maka dengan menggunakan v = v0 + at untuk mencari percepatan kursi, yaitu
1,5 m/s = 0 + a(3,0 s)
a = 0,5 m/s2
sehingga dengan menerapkan hukum II Newton pada kursi, kita peroleh
a = ΣF/m
a = [F – fk]/m
0,5 m/s2 = [60 – fk]/5
fk = 57,5 N
karena fk = μkN = μkmg = 230μk, maka
230μk = 57,5
μk = 0,25
Soal 2
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s sepanjang jalan horisontal dan mendadak direm sehingga akan berhenti. Berapakah jarak terpendek mobil tersebut agar dapat dihentikan, bila koefisien gesekan antara ban-ban mobil dan jalan adalah 0,90? Anggplah bahwa keempat roda direm dengan cara yang sama.
Jawab:
Gaya gesekan pada satu roda, sebutkan saja roda 1 adalah
f1 = μN1 = μw1
di mana w1 adalah berat yang ditanggung oleh roda 1. Kita peroleh gaya gesekan total f dengan menambahkan hasil perkalian di atas untuk keem[at buah roda:
f = μw1 + μw2 + μw3 + μw4 = μw
di mana w adalah berat total mobil (kita misalkan pengereman pada setiap roda adalah optimal). Gaya gesekan ini adalah satu-satunya gaya yang tidak seimbang pada mobil (kita abaikan gesekan angin semacamnya). Kita tulis F = ma untuk mobil dengan menggantikan F dengan –μw diperoleh –μw = ma di mana m adalah massa mobil dan arah gerak diambil arah positif. Tetapi, w = mg, sehingga percepatan mobil adalah
a = –μw/m = –μg = –(0,90)(9,8 m/s2) = –8,8 m/s2
dengan mengetahui bahwa v0 = 20 m/s, v = 0, dan a = –8,8 m/s2, maka dari persamaan v2 = v02 + 2ax diperoleh
x = [(0 – 400) m2/s2]/[ –17,6 m/s2] = 22,7 m
bila roda keempat roda tersebut tidak mengerem secara optimal, jarak perhentian akan lebih panjang.
Posting Komentar untuk "Contoh Soal Gaya Gesek Beserta Jawabannya"