Contoh soal gaya gesek membantu siswa memahami gaya yang muncul ketika dua permukaan saling bersentuhan dan cenderung menghambat gerak relatif di antara keduanya. Gaya gesek sangat mudah ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ketika berjalan, mengerem kendaraan, mendorong benda, atau menggeser sebuah kotak di atas lantai.
Secara umum, gaya gesek dibedakan menjadi gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek statis bekerja ketika benda masih dalam keadaan diam atau belum mengalami gerak relatif terhadap permukaan. Sementara itu, gaya gesek kinetis bekerja ketika benda sudah bergerak relatif terhadap permukaan.
Untuk gaya gesek kinetis, rumus yang sering digunakan adalah:
fₖ = μₖ N
Keterangan:
fₖ = gaya gesek kinetis
μₖ = koefisien gesek kinetis
N = gaya normal
Untuk gaya gesek statis, nilai maksimumnya dapat dinyatakan:
fₛ(maks) = μₛ N
dengan μₛ sebagai koefisien gesek statis.
Pada permukaan datar tanpa gaya vertikal tambahan, gaya normal sering kali bernilai:
N = mg
Keterangan:
m = massa benda
g = percepatan gravitasi
Saat mengerjakan soal gaya gesek, perhatikan jenis gesek yang digunakan, nilai koefisien gesek, massa benda, serta besar gaya normal. Arah gaya gesek juga perlu diperhatikan karena gaya gesek selalu berlawanan arah dengan kecenderungan gerak relatif benda terhadap permukaan.
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Sebuah balok bermassa 5 kg berada di atas lantai datar. Jika koefisien gesek kinetis antara balok dan lantai adalah 0,2 dan percepatan gravitasi 10 m/s², besar gaya gesek kinetis adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 N
B. 8 N
C. 10 N
D. 12 N
E. 15 N
Jawaban Benar
C. 10 N
Pembahasan Lengkap
Pada lantai datar:
N = mg
= 5 × 10
= 50 N
Gaya gesek kinetis:
fₖ = μₖN
= 0,2 × 50
= 10 N
Jadi, besar gaya gesek kinetis adalah 10 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya gesek berdasarkan koefisien gesek dan gaya normal.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 10 kg berada di lantai datar. Jika koefisien gesek kinetis 0,3 dan g = 10 m/s², besar gaya gesek yang bekerja adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 20 N
B. 25 N
C. 30 N
D. 35 N
E. 40 N
Jawaban Benar
C. 30 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 10 × 10
= 100 N
Gaya gesek:
fₖ = μₖN
= 0,3 × 100
= 30 N
Jadi, gaya geseknya adalah 30 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan rumus gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya gesek kinetis dari massa dan koefisien gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Sebuah kotak didorong ke kanan di atas lantai kasar. Arah gaya gesek yang bekerja pada kotak adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Ke kanan
B. Ke kiri
C. Ke atas
D. Ke bawah
E. Tidak memiliki arah
Jawaban Benar
B. Ke kiri
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak atau kecenderungan gerak relatif benda terhadap permukaan.
Karena kotak didorong ke kanan, gaya gesek bekerja ke kiri.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan arah gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan arah gaya gesek berdasarkan arah gerak benda.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Benda bermassa 8 kg berada di lantai horizontal. Jika g = 10 m/s², besar gaya normal pada benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 40 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 100 N
E. 120 N
Jawaban Benar
C. 80 N
Pembahasan Lengkap
Pada lantai horizontal tanpa gaya vertikal lain:
N = mg
= 8 × 10
= 80 N
Jadi, gaya normalnya adalah 80 N.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan gaya normal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya normal pada benda di permukaan horizontal.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Sebuah balok bermassa 6 kg ditarik di lantai dengan koefisien gesek kinetis 0,25. Jika g = 10 m/s², gaya gesek kinetisnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 12 N
C. 15 N
D. 18 N
E. 20 N
Jawaban Benar
C. 15 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = 6 × 10 = 60 N
Gaya gesek:
fₖ = 0,25 × 60
= 15 N
Jadi, gaya gesek kinetisnya adalah 15 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan koefisien gesek dan gaya normal untuk mencari gaya gesek kinetis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Gaya gesek statis bekerja pada benda ketika ….
Pilihan Jawaban
A. Benda selalu bergerak cepat
B. Benda diam relatif terhadap permukaan atau belum mengalami gerak relatif
C. Benda berada di udara
D. Benda tidak memiliki massa
E. Benda selalu bergerak melingkar
Jawaban Benar
B. Benda diam relatif terhadap permukaan atau belum mengalami gerak relatif
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek statis bekerja ketika benda belum mengalami gerak relatif terhadap permukaan. Besarnya menyesuaikan kebutuhan hingga mencapai nilai maksimum tertentu.
Contohnya adalah ketika seseorang mendorong sebuah lemari tetapi lemari belum bergerak.
Kompetensi yang Diukur
Memahami gaya gesek statis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu membedakan gaya gesek statis dengan gaya gesek kinetis.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Sebuah balok memiliki gaya normal 100 N. Jika koefisien gesek kinetisnya 0,2, besar gaya gesek kinetis adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
fₖ = μₖN
= 0,2 × 100
= 20 N
Jadi, gaya gesek kinetisnya adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan rumus gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya gesek jika gaya normal dan koefisien gesek diketahui.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah benda berada di permukaan kasar. Koefisien gesek kinetis antara benda dan permukaan adalah 0,4. Jika gaya normal 50 N, gaya gesek kinetisnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
fₖ = μₖN
= 0,4 × 50
= 20 N
Jadi, gaya gesek kinetisnya adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menerapkan persamaan gaya gesek secara langsung.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 4 kg berada di lantai horizontal. Jika koefisien gesek kinetis 0,5 dan g = 10 m/s², gaya gesek kinetis yang bekerja adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 4 × 10
= 40 N
Gaya gesek:
fₖ = μₖN
= 0,5 × 40
= 20 N
Jadi, gaya gesek kinetis adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek pada permukaan horizontal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya gesek dari massa benda dan koefisien gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Pernyataan yang paling tepat mengenai gaya gesek adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Selalu searah dengan gerak benda
B. Selalu tegak lurus permukaan
C. Cenderung menghambat gerak relatif antara dua permukaan yang bersentuhan
D. Tidak dipengaruhi kondisi permukaan
E. Selalu bernilai nol
Jawaban Benar
C. Cenderung menghambat gerak relatif antara dua permukaan yang bersentuhan
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek muncul akibat interaksi antara dua permukaan yang bersentuhan dan menentang gerak relatif atau kecenderungan gerak relatif di antara keduanya.
Besarnya gaya gesek dipengaruhi oleh kondisi permukaan, gaya normal, dan jenis gesekan yang digunakan dalam model perhitungan.
Kompetensi yang Diukur
Memahami konsep dasar gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan pengertian dan karakteristik gaya gesek.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah balok bermassa 10 kg berada di atas lantai horizontal. Koefisien gesek kinetis antara balok dan lantai adalah 0,2. Jika g = 10 m/s², besar gaya gesek kinetis adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 10 × 10
= 100 N
Gaya gesek kinetis:
fₖ = μₖN
= 0,2 × 100
= 20 N
Jadi, gaya gesek kinetis adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya gesek dari massa dan koefisien gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 5 kg didorong dengan gaya 30 N di atas lantai horizontal. Jika gaya gesek yang bekerja sebesar 10 N, resultan gaya pada benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 30 N
E. 40 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Gaya dorong = 30 N ke kanan.
Gaya gesek = 10 N ke kiri.
Resultan gaya:
F = 30 − 10
= 20 N
Jadi, resultan gaya pada benda adalah 20 N ke kanan.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis resultan gaya dengan gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan resultan gaya ketika terdapat gaya dorong dan gaya gesek.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Sebuah peti bermassa 20 kg berada di lantai horizontal. Koefisien gesek kinetisnya 0,15. Jika g = 10 m/s², besar gaya gesek kinetis peti adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 15 N
B. 20 N
C. 25 N
D. 30 N
E. 35 N
Jawaban Benar
D. 30 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 20 × 10
= 200 N
Gaya gesek:
fₖ = μₖN
= 0,15 × 200
= 30 N
Jadi, gaya gesek kinetis adalah 30 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menggunakan koefisien gesek dan gaya normal untuk menentukan gaya gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki gaya normal 80 N. Jika koefisien gesek kinetis antara benda dan permukaan adalah 0,25, gaya gesek kinetisnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
fₖ = μₖN
= 0,25 × 80
= 20 N
Jadi, gaya gesek kinetisnya adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan rumus gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya gesek jika gaya normal diketahui.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah balok belum bergerak meskipun didorong dengan gaya 15 N. Jika gaya gesek statis maksimum yang dapat diberikan lantai adalah 20 N, besar gaya gesek statis yang bekerja adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0 N
B. 5 N
C. 15 N
D. 20 N
E. 35 N
Jawaban Benar
C. 15 N
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek statis menyesuaikan besar gaya yang menyebabkan benda cenderung bergerak, selama belum melebihi nilai maksimumnya.
Karena gaya dorong hanya 15 N dan gaya gesek statis maksimum 20 N, benda tetap diam dan:
fₛ = 15 N
Jadi, gaya gesek statis yang bekerja adalah 15 N, berlawanan arah dengan gaya dorong.
Kompetensi yang Diukur
Memahami gaya gesek statis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya gesek statis ketika benda masih dalam keadaan diam.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah benda didorong dengan gaya 25 N. Gaya gesek kinetis yang bekerja berlawanan arah sebesar 5 N. Jika massa benda 4 kg, percepatan benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2,5 m/s²
B. 4 m/s²
C. 5 m/s²
D. 6 m/s²
E. 7,5 m/s²
Jawaban Benar
C. 5 m/s²
Pembahasan Lengkap
Resultan gaya:
Fnet = 25 − 5
= 20 N
Gunakan Hukum II Newton:
F = ma
a = F/m
= 20/4
= 5 m/s²
Jadi, percepatan benda adalah 5 m/s².
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan gaya gesek dan percepatan.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan percepatan berdasarkan resultan gaya.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Permukaan yang cenderung menghasilkan gaya gesek lebih besar adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Permukaan yang sangat halus
B. Permukaan kasar
C. Permukaan tanpa kontak
D. Permukaan udara
E. Permukaan yang tidak memiliki massa
Jawaban Benar
B. Permukaan kasar
Pembahasan Lengkap
Secara umum dalam model gaya gesek sederhana, permukaan yang lebih kasar memiliki koefisien gesek lebih besar, sehingga pada gaya normal yang sama dapat menghasilkan gaya gesek yang lebih besar.
Namun, gaya gesek nyata juga dipengaruhi oleh sifat material dan kondisi permukaan.
Kompetensi yang Diukur
Memahami faktor yang memengaruhi gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan hubungan kondisi permukaan dengan gaya gesek.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 12 kg berada di lantai horizontal. Koefisien gesek kinetis antara benda dan lantai adalah 0,25. Jika g = 10 m/s², besar gaya yang diperlukan agar benda bergerak dengan kecepatan konstan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 15 N
B. 20 N
C. 25 N
D. 30 N
E. 35 N
Jawaban Benar
D. 30 N
Pembahasan Lengkap
Pada lantai horizontal:
N = mg
= 12 × 10
= 120 N
Gaya gesek:
fₖ = 0,25 × 120
= 30 N
Agar benda bergerak dengan kecepatan konstan, resultan gaya harus nol. Jadi gaya tarik harus sama dengan gaya gesek:
F = 30 N
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis gerak dengan kecepatan konstan.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya yang diperlukan untuk menyeimbangkan gaya gesek.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Sebuah balok bermassa 5 kg memiliki koefisien gesek statis 0,4. Jika g = 10 m/s², gaya gesek statis maksimum yang dapat diberikan lantai adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 5 × 10
= 50 N
Gaya gesek statis maksimum:
fₛ(maks) = μₛN
= 0,4 × 50
= 20 N
Jadi, gaya gesek statis maksimum adalah 20 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek statis maksimum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan nilai maksimum gaya gesek statis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Pernyataan yang paling tepat tentang perbedaan gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Gaya gesek statis bekerja saat ada gerak relatif, sedangkan kinetis saat benda diam
B. Gaya gesek statis bekerja saat belum ada gerak relatif, sedangkan gaya gesek kinetis bekerja saat terjadi gerak relatif
C. Keduanya selalu memiliki besar yang sama
D. Gaya gesek kinetis hanya bekerja pada benda di udara
E. Gaya gesek statis selalu lebih kecil dari nol
Jawaban Benar
B. Gaya gesek statis bekerja saat belum ada gerak relatif, sedangkan gaya gesek kinetis bekerja saat terjadi gerak relatif
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek statis bekerja ketika benda belum mengalami gerak relatif terhadap permukaan dan nilainya dapat menyesuaikan hingga maksimum tertentu.
Gaya gesek kinetis bekerja ketika benda sudah mengalami gerak relatif terhadap permukaan.
Jadi, perbedaan utama terletak pada kondisi gerak relatif benda terhadap permukaan.
Kompetensi yang Diukur
Membedakan gaya gesek statis dan kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan perbedaan kondisi kerja kedua jenis gaya gesek.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Sebuah balok bermassa 8 kg berada di atas lantai datar. Koefisien gesek kinetisnya 0,3. Jika g = 10 m/s², besar gaya gesek kinetis adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 16 N
B. 20 N
C. 24 N
D. 28 N
E. 32 N
Jawaban Benar
C. 24 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 8 × 10
= 80 N
Gaya gesek kinetis:
fₖ = μₖN
= 0,3 × 80
= 24 N
Jadi, gaya gesek kinetis adalah 24 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya gesek berdasarkan massa dan koefisien gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah benda didorong dengan gaya 40 N ke kanan. Jika gaya gesek yang bekerja sebesar 15 N ke kiri, resultan gaya pada benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 15 N ke kanan
B. 20 N ke kanan
C. 25 N ke kanan
D. 40 N ke kanan
E. 55 N ke kanan
Jawaban Benar
C. 25 N ke kanan
Pembahasan Lengkap
Kedua gaya berlawanan arah.
Fnet = 40 − 15
= 25 N
Arah resultan mengikuti gaya yang lebih besar, yaitu ke kanan.
Jadi, resultan gaya adalah 25 N ke kanan.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan resultan gaya.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung resultan gaya yang melibatkan gaya gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 10 kg berada di permukaan horizontal. Koefisien gesek statisnya 0,5. Jika g = 10 m/s², gaya gesek statis maksimum adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 25 N
B. 40 N
C. 50 N
D. 60 N
E. 75 N
Jawaban Benar
C. 50 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 10 × 10
= 100 N
Gaya gesek statis maksimum:
fₛ(maks) = μₛN
= 0,5 × 100
= 50 N
Jadi, gaya gesek statis maksimum adalah 50 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek statis maksimum.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan batas maksimum gaya gesek statis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Sebuah balok memiliki gaya normal 150 N dan koefisien gesek kinetis 0,2. Besar gaya gesek kinetis adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 20 N
B. 25 N
C. 30 N
D. 35 N
E. 40 N
Jawaban Benar
C. 30 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
fₖ = μₖN
= 0,2 × 150
= 30 N
Jadi, gaya gesek kinetis adalah 30 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan rumus gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya gesek kinetis jika gaya normal diketahui.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Sebuah balok bermassa 5 kg ditarik dengan gaya 30 N pada lantai horizontal. Jika gaya gesek kinetisnya 10 N, percepatan balok adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 m/s²
B. 3 m/s²
C. 4 m/s²
D. 5 m/s²
E. 6 m/s²
Jawaban Benar
C. 4 m/s²
Pembahasan Lengkap
Resultan gaya:
Fnet = 30 − 10
= 20 N
Gunakan:
F = ma
a = F/m
= 20/5
= 4 m/s²
Jadi, percepatan balok adalah 4 m/s².
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis pengaruh gaya gesek terhadap percepatan.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan percepatan dari gaya resultan dan massa benda.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Sebuah benda ditarik mendatar dengan gaya 18 N, tetapi tetap diam. Jika gaya gesek statis maksimum sebesar 25 N, besar gaya gesek yang bekerja pada benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0 N
B. 7 N
C. 18 N
D. 25 N
E. 43 N
Jawaban Benar
C. 18 N
Pembahasan Lengkap
Karena benda tetap diam, gaya gesek statis menyesuaikan gaya tarik selama belum mencapai nilai maksimum.
Gaya tarik = 18 N
Maka:
fₛ = 18 N
Jadi, gaya gesek statis yang bekerja adalah 18 N.
Kompetensi yang Diukur
Memahami karakteristik gaya gesek statis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan besar gaya gesek statis saat benda belum bergerak.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 15 kg berada di lantai horizontal. Koefisien gesek kinetis antara benda dan lantai adalah 0,1. Jika g = 10 m/s², gaya gesek kinetis yang bekerja adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 12 N
C. 15 N
D. 18 N
E. 20 N
Jawaban Benar
C. 15 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = mg
= 15 × 10
= 150 N
Gaya gesek:
fₖ = 0,1 × 150
= 15 N
Jadi, gaya gesek kinetis adalah 15 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya gesek kinetis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya gesek dari massa dan koefisien gesek.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Manakah kondisi berikut yang merupakan contoh pemanfaatan gaya gesek yang menguntungkan?
Pilihan Jawaban
A. Keausan ban kendaraan
B. Pemanasan mesin akibat gesekan
C. Ban kendaraan dapat mencengkeram jalan
D. Hambatan udara pada kendaraan
E. Gesekan pada komponen mesin yang tidak diberi pelumas
Jawaban Benar
C. Ban kendaraan dapat mencengkeram jalan
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek tidak selalu merugikan. Gesekan antara ban dan jalan membantu kendaraan bergerak, berbelok, dan berhenti dengan aman.
Sementara keausan dan pemanasan akibat gesekan merupakan contoh dampak yang dapat merugikan.
Kompetensi yang Diukur
Memahami manfaat gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu mengidentifikasi penerapan gaya gesek yang menguntungkan dalam kehidupan sehari-hari.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 20 kg berada di lantai horizontal dengan koefisien gesek kinetis 0,25. Jika benda ditarik dengan gaya 70 N dan g = 10 m/s², resultan gaya pada benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 N
B. 15 N
C. 20 N
D. 25 N
E. 30 N
Jawaban Benar
C. 20 N
Pembahasan Lengkap
Gaya normal:
N = 20 × 10
= 200 N
Gaya gesek:
fₖ = 0,25 × 200
= 50 N
Resultan gaya:
Fnet = 70 − 50
= 20 N
Jadi, resultan gaya pada benda adalah 20 N searah gaya tarik.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis resultan gaya dengan gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya gesek dan resultan gaya secara berurutan.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Pernyataan yang paling tepat mengenai gaya gesek adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Gaya gesek selalu mempercepat benda
B. Gaya gesek hanya terjadi pada benda diam
C. Gaya gesek dapat membantu gerak tertentu, tetapi juga dapat menghambat gerak relatif
D. Gaya gesek tidak dipengaruhi gaya normal
E. Gaya gesek selalu sama dengan gaya dorong
Jawaban Benar
C. Gaya gesek dapat membantu gerak tertentu, tetapi juga dapat menghambat gerak relatif
Pembahasan Lengkap
Gaya gesek pada dasarnya menentang gerak relatif atau kecenderungan gerak relatif antara permukaan yang bersentuhan. Dalam kehidupan sehari-hari, gaya gesek juga dapat dimanfaatkan, misalnya untuk membantu kaki mencengkeram tanah dan ban mencengkeram jalan.
Besarnya gaya gesek dalam model sederhana dipengaruhi oleh koefisien gesek dan gaya normal.
Kompetensi yang Diukur
Memahami konsep dan penerapan gaya gesek.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menjelaskan peran gaya gesek dalam berbagai kondisi.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Kesimpulan
Contoh soal gaya gesek membantu memahami dua jenis gesekan yang paling sering digunakan dalam perhitungan, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek statis bekerja ketika belum terjadi gerak relatif, sedangkan gaya gesek kinetis bekerja ketika benda sudah bergerak relatif terhadap permukaan.
Rumus yang perlu dikuasai adalah:
fₖ = μₖN
dan untuk gaya gesek statis maksimum:
fₛ(maks) = μₛN
Pada permukaan datar tanpa gaya vertikal tambahan, gaya normal dapat dihitung dengan:
N = mg
Dalam soal yang melibatkan beberapa gaya, tentukan terlebih dahulu arah gaya gesek, kemudian hitung gaya gesek dan resultan gayanya. Jangan lupa bahwa gaya gesek dapat menghambat gerak, tetapi pada kondisi tertentu juga sangat berguna, misalnya membantu manusia berjalan dan kendaraan mencengkeram permukaan jalan. Dengan memahami konsep, rumus, dan penerapannya, berbagai soal gaya gesek dapat diselesaikan dengan lebih mudah dan tepat.
