Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
88
Anda Lakukan kajian berikut ini
1. Sebuah balok dengan massa 2 kg diletakkan di atas meja yang mempunyai koefisien gesek statis dan kinetis 0,4 dan 0,2. Tentukan gaya gesek yang bekerja pada balok, jika
balok ditarik gaya mendatar sebesar 4 N 2. Dua balok A = 3 kg dan B = 5 kg dihubungkan tali dan diletakkan di atas lantai yang
mempunyai koefisien gesek statis dan kinetis 0,2 dan 0,1. Jika balok B ditarik gaya 40 N dengan arah 60° terhadap bidang datar, maka tentukan tegangan tali antara balok A dan
B. 3. Balok bermassa 200 gram yang mula-mula diam diberi gaya mendatar 1 N selama 10
sekon. Jika balok berada di atas lantai dengan koefisien gesek statis dan kinetis 0,2 dan 0,1, tentukan jarak yang ditempuh balok selama diberi gaya
4. Dua balok A = 0,5 kg dan B = 2 kg ditumpuk, dengan balok A di atas dan balok B di bawah. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A dan B adalah 0,2 dan 0,1,
serta koefisien gesek statis dan kinetis antara balok B dengan lantai adalah 0,3 dan 0,1, maka tentukan gaya maksimum yang dapat digunakan untuk menarik B agar balok A
tidak bergerak terjatuh dari atas balok B
Buatlah kelompok beranggotakan 5 orang, kemudian lakukan percobaan berikut bersama kelompok Anda
1. Menentukan koefisien gesek statis suatu benda pada sebuah permukaan.
Petunjuk teknis : Gunakan suatu benda yang dapat diubah-ubah massanya. Tariklah bahan tersebut pada
sebuah permukaan dengan menggunakan dinamometer. Pada saat benda tepat akan bergerak, dinamometer akan menunjukkan nilai gaya gesek statis maksimumnya.
Kegiatan 6. Kerja Berpasangan
Kegiatan 7. Kerja Kelompok
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
89
2. Menggambarkan grafik hubungan gaya gesek statis dan kinetis
Petunjuk teknis : Gunakan suatu bahan, kemudian tariklah dengan dynamometer. Gambarkan dengan
grafik besarnya gaya yang digunakan untuk menggerakkan benda dari keadaan diam hingga memiliki kecepatan tertentu.
3. Diskusikan pengaruh adanya gesekan pada bidang miring Jelaskan manfaat
atau kerugian dengan adanya gaya gesek pada bidang miring Sebutkan pula alat yang memanfaatkan gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari
E. LatihanKasusTugas
1. Pernyataan berikut berkaitan dengan gaya gesek: A. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan gerakan benda.
B. Dalam satu benda, gaya gesek statis maksimum selalu lebih besar dari gaya kinetis.
C. Gaya gesek statis suatu benda harganya bervariasi, tergantung dari gaya yang diberikan dari benda.
D. Gaya gesek selalu tidak menguntungkan. Dari pernyataan di atas yang benar adalah....
A. A, B, dan C B. A, B, dan D
C. A, C, dan D D. A dan C
E. B dan D 2. Sebuah kotak dengan massa 10 kg didorong dengan gaya 50 N pada bidang horizontal
dan kasar sampai benda bergerak. Jika
s
= 0,5;
k
= 0,3 dan g = 10 ms, maka hitunglah: besar gaya gesek statis maksimum, gaya gesek kinetik dan percepatan
benda.
3. Tentukan: a. Besar gaya normal antara benda dan lantai
b. Besar gaya gesek maksimum antara benda dengan lantai
c. Besar gaya gesek kinetik d. Percepatan benda
M = 2 kg
F = 20N
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
90
4. Gunakan gambar berikut untuk menyelesaikan soal nomor 4 a. Hitung besar gaya normal antara
benda dengan bidang miring b. Hitung gaya gesek statis maksimum
benda terhadap bidang miring
5. Gunakan gambar berikut untuk menyelesaikan soal nomor 5, Hitunglah:
a. Gaya gesek statis maksimum dan gaya gesek kinetik. b. Percepatan gerak benda jika benda bergerak.
6. Hitung percepatan sistem benda di atas Jika koefisien gesek kinetik antara benda dan Lantai 0,2
m
1
m
2
m
3
m
1
= 2 kg m
2
= 3 kg m
3
= 5 kg
m = 10kg
s
= 0,5
k
= 0,25
30
s
= 0,5
k
= 0,2
m = 20 kg
F = 10 N
37
F = 60N
s
= 0,5
k
= 0,3
M = 5 kg
30
k
= 0,25
F = 60N
s
= 0,5
60
M = 5kg
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
91
F. Rangkuman
Misalkan Anda mendorong sebuah buku yang berada di atas meja, kemudian kita lepaskan. Buku itu akan bergerak, tapi kemudian berhenti. Menurut hukum II Newton,
perubahan gerak ini tentulah disebabkan oleh adanya gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gerak buku itu. Kalau gaya ini tidak ada, buku itu akan terus bergerak
beraturan, menurut hukum I Newton. Gaya apakah yang mengubah gerak benda buku dari bergerak sampai berhenti? Gaya itu tentunya berasal dari pergesekan antara benda
yang satu buku dengan benda yang lain meja. Gaya ini dikenal sebagai gaya gesekan. Penyelidikan yang teliti menunjukan bahwa gaya gesekan sebanding dengan
gaya normal yang menekan permukaan. Jika dinyatakan dalam bentuk persamaan, pernyataan di atas dapat ditulis:
f
gesek
= N
Keterangan : koefisien gesek bidang
N: gaya normal.
Misalkan Anda menarik sebuah balok yang berada pada keadaan diam dengan gaya F seperti pada gambar di atas. Ketik balok masih seimbang dan gaya yang kita berikan
kecil, gaya gesekan statis itupun kecil. Makin besar gaya yang kita berikan, makin besar gaya gesekan statis itu, selama benda masih seimbang.
Jika gaya terus diperbesar, akhirnya keseimbangan benda hilang. Benda bergerak ke arah gaya yang kita berikan. Ini berarti bahwa gaya gesekan tidak dapat bertambah
besar lagi. Gaya gesekan statis mencapai nilai maksimum. Nilai maksimum ini disebut gaya gesekan statis maksimum untuk kedua permukaan yang bergesekan. Pada saat
gaya gesekan maksimum, maka benda pada saat tepat akan bergerak. Ketika benda balok sudah bergerak, gaya gesekannya kecil daripada gaya gesekan
maksimum. Karena itu dibedakan dua jenis gaya gesekan, yaitu gesekan statis benda belum bergerak dan gesekan kinetis benda sedang bergerak.
Pada saat benda belum bergerak :
gesek
= s s m
Pada saat benda tepat akan bergerak :
gesek
= s = s m = s .N
f
g
F
F
f gesek
f
sm
f gesek
f
k
F= f
sm
F
Gesekan statis Gesekan kinetika
