Rumus Gaya Kontak 2 balok pada Bidang Datar Licin
Daftar Materi Fisika
Dua buah benda bermassa m1 dan m2 bersentuhan di atas bidang datar licin. Kemudian pada benda 1 diberi gaya dorong ke kanan sebesar F. Gambar garis-garis gaya yang bekerja pada benda ditunjukkan pada gambar di atas. Ketika benda 1 diberi gaya F, maka benda 1 akan memberikan gaya aksi F12 kepada benda 2. Sesuai dengan hukum III Newton, benda 2 juga akan memberi gaya reaksi F21 kepada benda 1.
Dengan demikian, gaya F12 dan F21 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi sehingga besar F12 = F21 tetapi dengan arah yang berlawanan. Gaya F12 bekerja pada benda 2 dan gaya F21 bekerja pada benda 1. Karena bidang datar licin sehingga tidak ada gesekan antara bidang dengan permukaan dua benda, maka setelah diberi gaya F ke kanan tentunya dua benda tersebut akan bergerak ke kanan. Persamaan Hukum Newton pada keadaan ini adalah sebagai berikut.
Resultan gaya pada sumbu-Y
Benda 1
ΣFY = ma
N1 – w1 = m1a
Karena tidak ada gerak dalam sumbu-Y, maka a = 0 sehingga
N1 – w1 = 0
N1 = w1
N1 = m1g …………………….. Pers. (1)
Benda 2
ΣFY = ma
N2 – w2 = m2a
Karena tidak ada gerak dalam sumbu-Y, maka a = 0 sehingga
N2 – w2 = 0
N2 = w2
N2 = m2g …………………….. Pers. (2)
Resultan gaya pada sumbu-X
Benda 1
ΣFX= ma
F – F21 = m1a …………………….. Pers. (3)
Benda 2
ΣFX = ma
F12 = m2a …………………….. Pers. (4)
Karena F12 = F21 maka persamaan (3) di atas dapat kita tulis ulang sebagai berikut.
F – F21 = m1a
F – m2a = m1a
F = m1a + m2a
F = a(m1 + m2)
a = F/(m1 + m2) …………………….. Pers. (5)
Dengan demikian, rumus percepatan pada gerak dua benda yang saling bersentuhan di bidang datar licin adalah sebagai berikut.
a | = | F | |
m1 + m2 |
Dari rumus percepatan tersebut, kita dapat menentukan persamaan gaya interaksi atau gaya kontak antara benda 1 dan benda 2 sebagai berikut.
F12 = m2a
F12 = m2{ F/(m1 + m2)}
F12 = {m2/(m1 + m2)} F …………………….. Pers. (6)
Karena F12 = F21 maka rumus gaya kontak gaya interaksi antara benda 1 dan benda 2 adalah sebagai berikut.
F12 | = | F21 | = | m2 | F |
m1 + m2 |
Keterangan: | ||
N | = | Gaya normal (N) |
w | = | Gaya berat (N) |
F | = | Gaya dorong (N) |
F12 | = | Gaya kontak benda 1 terhadap benda 2 |
F21 | = | Gaya kontak benda 2 terhadap benda 1 |
m1 | = | Massa benda 1 (kg) |
m2 | = | Massa benda 2 (kg) |
a | = | Percepatan benda (m/s2) |
g | = | Percepatan gravitasi bumi (m/s2) |
