Question

Balok yang bermassa 4kg meluncur tanpa kecepatan
awal di atas bidang miring yang panjang dan memiliki
Koefisien gesek kinetik 0,5. sudut kemiringan bidang
X (tan x = 3). tentukan gaya normal & Percepatan
yang timbul pada benda.

Answer 1

Jawaban:

gaya normal yang bekerja pada benda adalah sekitar 11.5 N, dan percepatan yang dialami oleh benda adalah sekitar -1.975 m/s², arah negatif menunjukkan bahwa percepatan berlawanan dengan arah lintasan benda.

Penjelasan:

Untuk menyelesaikan masalah ini, pertama-tama kita perlu membagi gaya-gaya yang bekerja pada balok ke dalam dua komponen: satu sejajar dengan bidang miring (F_||) dan satu tegak lurus terhadap bidang miring (F_⊥).

1. **Berat Balok** (\( W \)):

\[ W = m \cdot g \]

\[ W = 4 \, \text{kg} \times 9.8 \, \text{m/s}^2 = 39.2 \, \text{N} \]

2. **Gaya Normal** (\( N \)):

Gaya normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang miring. Dalam kasus ini, gaya normal akan menyeimbangkan komponen berat balok yang tegak lurus terhadap bidang miring:

\[ N = W \cdot \cos(\theta) \]

\[ N = 39.2 \, \text{N} \times \cos(\tan^{-1}(3)) \approx 11.5 \, \text{N} \]

3. **Gaya Gesek** (\( F_g \)):

Gaya gesek adalah gaya yang bekerja sejajar dengan bidang miring dan dapat dihitung dengan:

\[ F_g = \mu_k \cdot N \]

\[ F_g = 0.5 \times 11.5 \, \text{N} \approx 5.75 \, \text{N} \]

4. **Gaya Resultan Paralel** (\( F_|| \)):

\[ F_|| = m \cdot a \]

Dalam sumbu sejajar dengan bidang miring, gaya-gaya yang berlaku adalah gaya gesek dan komponen berat balok:

\[ F_|| = F_g - W \cdot \sin(\theta) \]

\[ F_|| = 5.75 \, \text{N} - 4 \, \text{kg} \times 9.8 \, \text{m/s}^2 \times \sin(\tan^{-1}(3)) \approx -7.9 \, \text{N} \]

5. **Percepatan** (\( a \)):

\[ a = \frac{F_||}{m} \]

\[ a = \frac{-7.9 \, \text{N}}{4 \, \text{kg}} \approx -1.975 \, \text{m/s}^2 \]

Jadi, gaya normal yang bekerja pada benda adalah sekitar 11.5 N, dan percepatan yang dialami oleh benda adalah sekitar -1.975 m/s², arah negatif menunjukkan bahwa percepatan berlawanan dengan arah lintasan benda.