Question

Benda bermassa 0,8 kg berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan 37⁰. Berapakah besar gaya yang diberikan agar benda bergerak:

a. Keatas,
b. Kebawah

Untuk kedua hal tersebut dianggap benda bergerak beraturan dengan percepatan konstan 0,1 m/s². Koefisien gesek kinetis sebesar 0,3 dan grafitasi 9,8 m/s².​

Answer 1

Jawaban:

Untuk menghitung besar gaya yang diberikan agar benda bergerak ke atas dan ke bawah pada bidang miring, kita perlu mempertimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada benda.

a. Benda bergerak ke atas:

Ketika benda bergerak ke atas pada bidang miring, gaya-gaya yang berperan adalah gaya gravitasi (berlawanan arah dengan gerakan) dan gaya gesek (berlawanan arah dengan gerakan). Gaya yang diberikan agar benda bergerak ke atas adalah gaya dorong atau gaya yang diaplikasikan ke benda.

Fg = m * g

Fgesek = μ * N

Di mana:

Fg adalah gaya gravitasi,

m adalah massa benda (0.8 kg),

g adalah percepatan gravitasi (9.8 m/s²),

Fgesek adalah gaya gesek,

μ adalah koefisien gesek kinetis (0.3),

N adalah gaya normal (komponen tegak lurus terhadap bidang miring).

Untuk benda bergerak dengan percepatan konstan, kita dapat menggunakan persamaan:

Fg - Fgesek = m * a

Substitusikan nilai-nilai ke dalam persamaan tersebut:

m * g - μ * N = m * a

Kita juga tahu bahwa N = m * g * cos(θ), di mana θ adalah sudut kemiringan bidang miring.

m * g - μ * m * g * cos(θ) = m * a

g - μ * g * cos(θ) = a

Substitusikan nilai-nilai ke dalam persamaan tersebut:

g - (0.3) * (9.8) * cos(37°) = a

Dengan menghitung persamaan tersebut, kita dapat menemukan nilai a (percepatan) dan menggantikannya ke dalam persamaan Fg - Fgesek = m * a untuk mencari nilai Fdorong (gaya dorong).

b. Benda bergerak ke bawah:

Ketika benda bergerak ke bawah pada bidang miring, gaya-gaya yang berperan adalah gaya gravitasi (searah dengan gerakan) dan gaya gesek (berlawanan arah dengan gerakan). Gaya yang diberikan agar benda bergerak ke bawah adalah gaya gesek yang berlawanan arah dengan gerakan.

Fg = m * g

Fgesek = μ * N

Di sini, kita dapat menggunakan persamaan yang sama:

Fgesek - Fg = m * a

Substitusikan nilai-nilai ke dalam persamaan tersebut:

μ * N - m * g = m * a

Kita juga tahu bahwa N = m * g * cos(θ), di mana θ adalah sudut kemiringan bidang miring.

μ * m * g * cos(θ) - m * g = m * a

μ * g * cos(θ) - g = a

Substitusikan nilai-nilai ke dalam persamaan tersebut:

(0.3) * (9.8) * cos(37°) - (9.8) = a

Dengan menghitung persamaan tersebut, kita dapat menemukan nilai a (percepatan) dan menggantikannya ke dalam persamaan Fgesek - Fg = m * a untuk mencari nilai Fgesek (gaya gesek).