Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
74
atau besarnya: T
1
= µ
sA
W = µ
sA
m
a
g = 0,4 x 0,6 kg x 10 ms
2
= 2,4 N kemudian diagram lepas untuk balok B adalah seperti pada gambar 3.2.b. Agar balok B
tepat akan bergeser, maka harus dipenuhi �
⃑⃑⃑ = − � ⃑⃑⃑⃑⃑
�⃑⃑⃑ = �⃑⃑⃑ + �⃑⃑⃑
. .���
atau besarnya : T
2
= T
1
+ µ
sB
m
B
g = 2,4 N + 0,2 400 gram 10 ms
2
= 3,2 N Bila gesekan katrol diabaikan, maka tegangan tali T
2
besarnya sama dengan gaya berat balok C atau m
C
g, sehingga massa balok C dapat dicari: �
�
= �
� = , �
�⁄ =
����
2. Gaya Gesekan Kinetik
Untuk sampai ke pengertian gaya gesekan kinetik, Anda ingat kembali percobaan ketika sebuah benda di atas bidang datar ditarik dengan sebuah gaya mendatar
�⃑⃑⃑, seperti pada gambar 3.1. Mula-mula besar gaya
�⃑⃑⃑ sekecil mungkin agar balok tidak bergerak, kemudian gaya itu diperbesar sedikit demi sedikit sampai akhirnya balok mencapai
keadaan tepat akan bergerak. Keadaan tetap masih diam sampai akhirnya tepat akan bergerak itu menunjukkan bahwa
gaya gesekan statik berubah besarnya sampai maksimum tertentu. Setelah harga maksimum ini tercapai maka jika gaya luar diperbesar lagi sedikit saja benda akan
langsung bergeser. Karena Anda telah meyakini bahwa antara benda dan lantainya terdapat gaya gesekan, maka selama benda bergeser atau bergerak pun, gaya gesekan
terjadi. Gaya gesekan itu selanjutnya disebut sebagai gaya gesekan kinetik. Namun demikian, gaya gesekan ini jelas lebih kecil dari gaya gesekan statik maksimum, atau
secara matematik dapat kita tuliskan: �⃑⃑⃑
�
�⃑⃑⃑
.���
3.3
Seperti gaya gesekan statik, gaya gesekan kinetik juga dinyatakan dalam bentuk matematik yang serupa, yaitu
�⃑
�
= �
�
�⃑⃑⃑
3.4
Mengingat persamaan gaya gesekan statik maksimum dan gaya gesekan kinetik di atas, maka dari persamaan 3.3 kita memperoleh bahwa:
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
75
�
�
� ⃑⃑⃑ � �⃑⃑⃑
3.5
atau berarti koefisien gesekan kinetik lebih kecil dari koefisien gesekan statik �
�
�
Contoh 3.2
Sebuah benda yang massanya 400 gram digerakan pada sebuah bidang datar dengan kecepatan awal 12 ms dan ternyata benda berhenti secara beraturan setelah bergerak
selama 6 sekon. Berapakah koefisien gesekan kinetiknya?
Penyelesaian :
Benda berhenti secara beraturan, berarti benda mendapat perlambatan konstan atau GLBB, dan akhirnya berhenti setelah t = 6 sekon, berarti
�⃑⃑⃑
�
= �⃑⃑⃑
�
= �⃑⃑⃑� + �⃑⃑⃑ 0 =
�⃑⃑⃑ 6 sekon + 12 ms �
⃑⃑⃑⃑ = − �⁄
� �� � = − �⁄
Menurut Hukum II newton : ∑ �⃑⃑⃑ = ��⃑⃑⃑
karena tidak ada gaya luar yang lain, maka ∑ � = �⃑⃑⃑
�
, sehingga
�
�
� ⃑⃑⃑ = � �⃑⃑⃑
besarnya µ
k
mg = ma atau
�
�
=
� �
=
�⁄ �⁄
= 0,2 Gesekan dapat ditinjau sebagai gaya yang ditimbulkan oleh dua permukaan yang
bergesekan. Dari hasil pengamatan, dapat dinyatakan bahwa gaya gesekan mempunyai sifat yang khas yaitu sebagai berikut.
1. Gaya gesekan tidak menyebabkan benda bergerak, 2. Gaya gesekan hanya muncul ketika pada suatu benda diberikan gaya luar untuk
menggerakkan benda. 3. Arah gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah kecenderungan gerak benda.
4. Jika benda cenderung bergerak ke kanan, maka gaya gesekan berarah ke kiri. 5. Jika benda cenderung bergerak ke kiri, maka gaya gesekan berarah ke kanan.
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - KEMDIKBUD
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
76
6. Gaya gesekan sebelum benda bergerak besarnya bervariasi mulai dari nol sampai dengan nilai batas tertentu nilai maksimum. Nilai batas tersebut dicapai pada saat
benda tepat akan bergerak. Gaya gesekan yang timbul sejak benda ditarik sampai
sesaat benda akan bergerak disebut Gaya Gesekan Statis fs.
7. Besar Gaya gesekan statis besarnya sama dan arahnya berlawanan dengan gaya Tarik.
8. Gaya gesekan yang timbul setelah benda bergerak besarnya lebih kecil dari gaya
gesekan statisnya. Gaya gesekan ini disebut Gaya Gesekan Kinetik fk.
9. Besar gaya gesekan bergantung pada kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang saling bersentuhan. Semakin kasar permukaan, makin besar gaya gesekan,
sebaliknya makin halus permukaan, makin kecil gaya gesekannya. 10. Besar gaya gesekan juga bergantung pada gaya normal benda N yaitu gaya yang
bekerja pada benda dari permukaan sentuh benda lain
3. Gaya Gesekan dalam Kehidupan Sehari-hari
a. Contoh gaya gesekan yang merugikan: 1 Gaya gesekan pada mesin mobil dan kopling yang menyebabkan panas yang
berlebihan sehingga mesin mobil cepat rusak karena aus. Untuk mengatasi ini, kita memberi oli atau minyak pelumas mesin mobil agar permukaan-
permukaannya terpisah oleh oli. 2 Gaya gesekan antara ban mobil dan jalan menyebabkan ban mobil cepat tipis,
selain itu gaya gesekan ini juga menghambat gerak mobil. Untuk mengatasinya, jalan raya dilapisi dengan aspal.
3 Gaya gesekan antara pesawat ruang angkasa dengan atmosfer dapat mengikis dinding pesawat. Untuk mengatasinya dinding pesawat terbuat dari bahan yang
lebih tahan terhadap panas. 4 Gaya gesekan antara mobil dan udara menyebabkan mobil tidak bergerak dengan
kecepatan maksimal. Untuk mengatasinya mobil didesain aerodinamis. b. Contoh gaya gesekan yang menguntungkan:
1 Adanya gaya gesekan antara kaki dengan permukaan jalan, sehingga Anda bisa berjalan. Bayangkan jika Anda berjalan di atas jalan yang licin, kita akan sukar
untuk berjalan. 2 Adanya gaya gesekan antara udara dengan parasut, sehingga penerjun dapat
sampai ke permukaan bumi dengan selamat. 3 Gaya gesekan antara ban mobil yang dibuat bergerigi dengan jalan, sehingga
mobil tidak tergelincir selip.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KESETIMBANGAN BENDA TEGAR
KELOMPOK KOMPETENSI B
Mata Pelajaran Fisika SMA
77
4 Prinsip gaya gesekan digunakan pada prinsip pengereman untuk memperlambat kecepatan kendaraan.
5 Prinsip gaya gesekan digunakan untuk mengasah pisau atau mata bor dengan menggunakan gerinda.
Cara mengurangi atau memperkecil gaya gesekan adalah sebagai berikut. 1 Memperlicin permukaan, misalnya dengan memberi oli atau minyak pelumas. Oli atau
pelumas berfungsi sebagai media yang memisahkan antara ke dua permukaan yang bersentuhan.
2 Memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara. Contohnya digunakan pada Hovercraff, yaitu kapal laut yang bagian dasarnya berupa pelampung
yang diisi udara.
D. Aktivitas Pembelajaran
Setelah mengkaji materi tentang gesekan, Anda dapat mempelajari kegiatan eksperimen dan non eksperimen yang dalam modul ini disajikan petunjuknya dalam
lembar kegiatan. Untuk kegiatan percobaan, Anda dapat mencobanya mulai dari persiapan alat bahan, melakukan percobaan dan membuat laporannya. Sebaiknya Anda
mencatat hal-hal penting untuk keberhasilan percobaan ini sangat berguna bagi Anda sebagai catatan untuk mengimplementasikan di sekolah.
Pada bahasan sebelumnya telah dinyatakan bahwa gaya gesekan termasuk salah satu gaya sentuh yaitu gaya yang ditimbulkan oleh sentuhan langsung antara permukaan
dua buah benda. Perhatikan Gambar 3.7 berikut ini. Seseorang
berusaha mendorong meja pada lantai kasar. Meja akan mudah
didorong jika
dibantu dengan
menyelipkan karpet sebagai bantalan, atau akan lebih mudah jika diselipkan
dua batang bambu sebagai bantalannya. Kenapa demikian?
Sebelum membahas lebih lanjut tentang gaya gesekan, lakukan percobaan berikut. 1. Jatuhkan selembar kertas dan sebuah bola tenis pada saat bersamaan. Manakah
yang jatuh ke lantai lebih dulu? kemudian, remaslah kertas tadi sehingga berbentuk
Gambar 3.7. Meja di dorong di atas lantai kasar
Kegiatan 1. Gaya Gesek
