Mekanika
Landasan gesekan
Perhatikan balok diam — lalu kurangi gesekan statisnya (μs) hingga meluncur setelah melewati ambang batas (μs = tan 30° ≈ 0,58).
Landasan gesekan — simulasi Mekanika interaktif. Perhatikan balok diam — lalu kurangi gesekan statisnya (μs) hingga meluncur setelah melewati ambang batas (μs = tan 30° ≈ 0,58). Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Gesekan statis di landasan
Gesekan menentang sliding. Di landasan, balok tetap diam hingga komponen gravitasi menurun melebihi gesekan statis maksimum.
Sudut kritis memenuhi tan θ = μ. Di bawah sudut itu balok tetap diam; di atasnya balok meluncur. Landasan preset ini tetap pada 30°; kurangi koefisien gesekan statis (μs) balok di Inspector hingga turun di bawah tan 30° ≈ 0,58 dan temukan ambang batasnya.
- μₛ = tan θ_kritis
- F_gesekan ≤ μₛ N
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Sebuah balok berada pada bidang miring 30°, yang saat ini ditahan oleh gesekan statis. Jika Anda menurunkan gesekan antara balok dan tanjakan, apakah balok akan mulai tergelincir — dan pada titik manakah?
Prediksi untuk ditimbang
- Dua aturan berlaku berurutan. Balok bertahan untuk setiap μs ≥ tan(30°) ≈ 0,58, tanpa memandang massa — dan begitu lepas, μk-lah, bukan μs, yang menentukan seberapa cepat ia dipercepat.
- Balok akan tergelincir sedikit lagi setiap kali Anda menurunkan μs, meskipun μs masih di atas tan (30°) — gesekan akan melemah secara bertahap.
- Balok yang lebih berat membutuhkan μs yang lebih rendah untuk mulai meluncur dibandingkan balok yang lebih ringan — massa juga mempengaruhi ambang batas.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Blokir Massa (kg)
- Gesekan Statis (μs)
- Gesekan kinetis (μk)
Apa yang Anda ukur:
- Gaya Gravitasi Sepanjang Jalan (N)
- Kelajuan setelah 1 s (m/s)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset Jalan Gesekan. Perhatikan sudut kemiringan tetap jalan (30°) dan balok yang berada di atasnya, saat ini ditahan dalam keadaan statis karena gesekan.
- Gunakan panel Properti (atau tautan berbagi) untuk menetapkan koefisien gesek statis (μs) dan kinetis (μk) balok pada percobaan ini. Jaga μk ≤ μs — aplikasi menegakkannya, karena suatu permukaan tidak mungkin mencengkeram lebih lemah saat diam daripada saat meluncur. Massa tetap.
- Jalankan simulasi selama beberapa detik dan baca kecepatan blok dari probe. Catat apakah ia tetap diam atau mulai meluncur.
Persamaan yang mengatur
Komponen Gravitasi Sepanjang Tanjakan — F = m·a
F = m·a dengan a = g sin θ memberikan bagian berat balok yang menariknya menuruni bidang miring. Gesekan statis harus meniadakannya sepenuhnya agar balok tetap diam; begitu balok meluncur, gesekan kinetis hanya meniadakan sebagiannya.
Gaya gesek kinetis — f_k = μ_k·m·g·cos θ
Begitu balok benar-benar meluncur, gesekan berhenti menjadi ambang dan berubah menjadi gaya yang pasti: f = μk·m·g·cos θ, dengan μk adalah koefisien gesek KINETIS. Gaya ini dikurangkan dari komponen gravitasi di sepanjang bidang miring, sehingga balok dipercepat sebesar g(sin θ − μk·cos θ), bukan g·sin θ tanpa gesekan. Massa tercoret seluruhnya dari ungkapan itu — itulah sebabnya baris-baris meluncur di bawah tidak bergantung padanya.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk setiap baris, hitung tan(30°) dan bandingkan dengan nilai μs Anda. Apakah perbandingan tersebut memprediksi apakah balok akan tetap diam?
- Baris 1–2 tetap diam; baris 3–5 meluncur dengan tiga laju berbeda. Jelaskan mengapa massa hilang BAIK dari syarat gesekan statis MAUPUN dari percepatan meluncur, padahal baris-baris ini memakai tiga massa yang berbeda.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Ada dua cara melepaskan balok: turunkan μs-nya hingga di bawah tan(30°) ≈ 0,577, atau curamkan bidang miring hingga sudutnya melewati atan(μs) ≈ 35°. Coba keduanya. Benarkah keduanya syarat yang sama yang ditulis dengan dua cara?
- Sol sepatu hiking dan sepatu formal memiliki nilai μs yang sangat berbeda pada jalur basah yang sama. Jelaskan, dalam eksperimen ini, mengapa eksperimen yang satu jauh lebih aman di lereng yang curam dibandingkan eksperimen yang lain.
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Selamat datang di landasan miring dengan gesekan
- Pilih balok
- Tekan Putar
- Temukan gesekan kritis
- Buka data
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.