Contoh soal gaya normal, gaya gesek dan pembahasan

Postingan ini membahas contoh soal gaya normal, gaya gesek dan pembahasannya. Gaya normal adalah gaya yang timbul akibat interaksi partikel-partikel. Gaya normal biasanya terjadi pada dua benda yang bersentuhan dan memiliki arah tegak lurus bidang sentuh. Arah gaya normal ditunjukkan oleh gambar dibawah ini.

Rumus gaya normal benda yang diletakkan pada bidang datar:
N = m . g
Rumus gaya normal benda yang diletakkan pada bidang miring:
N = m . g . cos θ

Keterangan:

• N = gaya normal (N)
• m = massa (kg)
• g = percepatan gravitasi (m/s2)
• θ = sudut kemiringan

Gaya gesek adalah gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gerak benda. Arah gaya gesek digambarkan sebagai berikut:

Gaya gesek terdiri dari 2 jenis yaitu:

1. Gaya gesek statis: Gaya gesekan antara 2 benda yang tidak bergerak relatif satu sama lain.
2. Gaya gesek kinetis: gaya gesek yang terjadi pada dua benda yang bergerak relatif satu sama lain.

Rumus gaya gesek statis:
fs = μs . N
Rumus gaya gesek kinetis:
fk = μk . N

Keterangan:

• fs = gaya gesek statis (N)
• fk = gaya gesek kinetis (N)
• μs= koefisien gesek statis
• μk= koefisien gesek kinetis
• N = gaya normal (N)

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal gaya normal, gaya gesek dan pembahasannya dibawah ini.

Contoh soal 1

Sebuah benda bermassa 5 kg diletakkan pada bidang datar seperti gambar dibawah ini.

Jika percepatan gravitasi (10 m/s2) maka gaya normal benda tersebut adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

• m = 5 kg
• g = 10 m/s2

Maka gaya normal benda dihitung dengan rumus dibawah ini:

• N = m . g
• N = 5 kg . 10 m/s2 = 50 N

Jadi soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 2

Perhatikan gambar dibawah ini.

Jika massa balok 3 kg dan g = 10 m/s2 maka gaya normal balok sebesar…

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gambarkan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada benda yaitu:

Berdasarkan hukum I Newton kita peroleh:

• ∑ F = 0
• N + (-w) + (-F) = 0
• N = w + F = m . g + F
• N = 3 kg . 10 m/s2 + 14 N = 30 N + 14 N
• N = 44 N

Jadi soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 3

Balok massanya 30 kg berada diatas lantai kasar kemudian ditarik dengan gaya F seperti gambar dibawah ini.

Jika koefisien gesekan statis μs = 0,4 dan koefisien gesekan kinetis μk = 0,3 (g = 10 m/s2) maka besarnya gaya gesekan pada saat balok tepat akan bergerak adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

• m = 20 kg
• μs= 0,4
• μk= 0,3
• g = 10 m/s2

Gaya gesekan pada saat balok tepat akan bergerak sebagai berikut:

• fs = μs . N = μs . m . g
• fs = 0,4 . 20 kg . 10 m/s = 80 N

Jadi soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 4

Sebuah benda bermassa 5 kg terletak pada bidang datar yang kasar kemudian ditarik dengan gaya mendatar sebesar 20 N. Jika percepatan benda 2m/s2 maka gaya gesekan yang terjadi adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

• m = 5 kg
• F = 20 N
• a = 2 m/s2

Maka gaya gesek benda dihitung dengan menggunakan hukum II Newton sebagai berikut:

• ∑ F = m . a
• F – fg = m . a
• fg = F – m . a = 20 N – 5 kg . 2 m/s2
• fg = 20 N – 10 N = 10 N

Jadi soal ini jawabannya D.