Gesekan, hambatan udara, dan jatuh terminal

Yang akan kamu pelajari

• Gesekan
• Hambatan fluida

Pahami konsepnya

Gesekan statis menyesuaikan kebutuhan hingga |fs|≤μsN; jangan selalu menggantinya dengan μsN. Saat permukaan bergeser, model sederhana memberi fk≈μkN berlawanan dengan gerak relatif. Gesekan dapat melakukan kerja positif atau negatif pada suatu benda; energi total sistem tetap kekal dengan kalor diperhitungkan.

Hambatan fluida sering berbanding v pada aliran lambat atau v² pada kondisi lain. Arah drag melawan kecepatan relatif terhadap medium.

Analisis lanjut

Untuk jatuh vertikal dengan drag kuadratik, m dv/dt=mg−bv² saat v ke bawah positif. Kelajuan terminal vt=√(mg/b) muncul ketika resultan nol, bukan gravitasi hilang. Koefisien b bergantung densitas, luas dan bentuk.

Model Coulomb μN dan model drag sederhana memiliki rentang valid; rolling resistance bukan identik dengan gesekan kinetik meluncur.

Contoh terurai

Balok dengan N=20 N dan μs=0,5 dapat tetap diam saat ditarik 6 N karena fs=6 N, di bawah batas 10 N. Bila μk=0,3 dan balok sudah bergeser, fk≈6 N. Benda dengan mg=8 N dan b=2 kg/m memiliki vt=2 m/s.

Coba, amati, jelaskan

Bandingkan kertas datar dan kertas diremas saat dijatuhkan dari tinggi meja. Jauhkan dari wajah. Massanya hampir sama, bentuk dan drag berbeda.

Buka percobaan terkait di laboratorium

Cek pemahaman

Jika batas gesekan statis 10 N dan gaya mendatar 3 N, berapa gesekan saat tetap diam?

• 0 N
• 10 N
• 3 N

Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.