Gaya Normal dan Gaya Gesekan

Hukum Newton Tentang Gerak

Gaya Normal dan Gaya Gesekan

A. Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya yang muncul apabila benda bersentuhan dengan permukaan bidang.

Arah gaya normal selalu tegak lurus dengan bidang permukaannya.

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F = 0 \\ N - w = 0 \\ N = w \end{aligned}$

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F_{y} = 0 \\ N - w \cos α = 0 \\ N = w \cos α \end{aligned}$

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F_{x} = 0 \\ N - F = 0 \\ N = F \end{aligned}$

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F_{y} = 0 \\ F - w - N = 0 \\ N = F - w \end{aligned}$

B. Gaya Gesekan

Gaya gesekan terjadi pada dua buah bidang yang saling bergesekan. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh koefisien gesekan μ (tingkat kekasaran kedua bidang) dan gaya normal antara kedua bidang tersebut. Umumnya koefisien gesekan dari benda yang sedang diam lebih besar daripada koefisien gesekan dari benda yang sedang bergerak.

Gaya gesekan dapat dibedakan menjadi:

1. Gaya gesekan statis

Gaya gesekan statis muncul pada benda yang sedang diam dan dikenai gaya tertentu.

Besar gaya gesekan statis tergantung dari besar gaya yang bekerja, dengan nilai maksimum sebesar $f_{s max} = μ_{s} . N$

2. Gaya gesekan dinamis

Gaya gesekan dinamis muncul pada benda yang sedang bergerak.

Besar gaya gesekan dinamis adalah $f_{k} = μ_{k} . N$

Arah gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah gerak benda (bila benda tersebut sedang bergerak) atau berlawanan dengan arah gaya yang dikenai pada benda tersebut (jika benda sedang diam).

C. Lift

Saat seseorang berada di dalam lift, orang tersebut memberikan gaya tekan pada lantai lift, dan lantai memberikan gaya reaksi yang berlawanan arah (dinyatakan dalam N).

LIFT DIAM ATAU BERGERAK LURUS BERATURAN

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F & = 0 \\ N - w & = 0 \\ N & = m . g \end{aligned}$

LIFT DIPERCEPAT KE ATAS

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F & = m . a \\ N - w & = m . a \\ N & = m . g + m . a \end{aligned}$

LIFT DIPERLAMBAT KE ATAS

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F & = m . a \\ N - w & = m . - a \\ N & = m . g - m . a \end{aligned}$

LIFT DIPERCEPAT KE BAWAH

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F & = m . a \\ w - N & = m . a \\ N & = m . g - m . a \end{aligned}$

LIFT DIPERLAMBAT KE BAWAH

Rendered by QuickLaTeX.com

$\begin{aligned} Σ F & = m . a \\ w - N & = m . - a \\ N & = m . g + m . a \end{aligned}$

D. Dua Benda Bertumpuk

Dua benda bertumpuk

Rendered by QuickLaTeX.com

Diagram gaya

Rendered by QuickLaTeX.com

Pada kasus dua benda yang bertumpuk, terjadi gesekan antara permukaan kedua benda yang saling bersentuhan $f_{1}$ dan $f_{1}^{'}$ , dimana $f_{1}$ dan $f_{1}^{'}$ merupakan gaya aksi-reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Gaya gesekan $f_{1}$ bekerja pada benda A dan $f_{1}^{'}$ bekerja pada benda B.

Gaya gesekan juga terdapat antara benda B dan lantai $f_{2}$ .

Tinjau sistem

$\begin{aligned} Σ F & = m . a \\ F - f_{1} + f_{1}^{'} - f_{2} & = (m_{A} + m_{B}) . a \\ F - f_{2} & = (m_{A} + m_{B}) . a \end{aligned}$

Tinjau Benda A

$\begin{aligned} Σ F & = m_{A} . a \\ f_{1}^{'} & = m_{A} . a \end{aligned}$

Tinjau Benda B

$\begin{aligned} Σ F & = m . a \\ F - f_{1} - f_{2} & = m_{B} . a \end{aligned}$

SOAL LATIHAN

--- Buka halaman ini ---