Sebuah balok bermassa m-3,57 kg ditarik pada laju konstan sejauh d 4.06 m sepanjang lantai horizontal dengan menggunakan seutas tali yang memberikan gaya konstan sebesar F-7,68 N dalam arah 0-15,0°diatas horizontal. Hitunglah; a Usaha total yang dilakukan pada balok b. Usaha yang dilakukan tali pada balok c. Usaha yang dilakukan gesekan pada balok d. Koefisien gesekan kinetik antara balok dengan lantai
Penjelasan:
a. Usaha total yang dilakukan pada balok dapat dihitung dengan rumus W = Fdcosθ, dimana F adalah gaya, d adalah jarak, dan θ adalah sudut. Dalam hal ini, karena balok bergerak dengan laju konstan, usaha total adalah nol (W = 0).
b. Usaha yang dilakukan oleh tali pada balok juga dapat dihitung dengan rumus W = Fdcosθ. Dalam hal ini, W = 7.68 N * 4.06 m * cos(15.0°) = 30.06 Joule.
c. Usaha yang dilakukan oleh gesekan dapat dihitung dengan rumus W = Fdcos(180°), dimana sudut adalah 180° karena arah gaya gesekan berlawanan dengan arah gerak. Dalam hal ini, karena usaha total adalah nol dan usaha yang dilakukan oleh tali adalah 30.06 Joule, maka usaha yang dilakukan oleh gesekan juga harus -30.06 Joule (agar total usaha menjadi nol).
d. Koefisien gesekan kinetik (μk) dapat dihitung dengan rumus μk = Fg / Fn, dimana Fg adalah gaya gesekan dan Fn adalah gaya normal (dalam hal ini sama dengan berat balok). Gaya gesekan dapat dihitung dengan rumus Fg = W / d = -30.06 Joule / 4.06 m = -7.4 N. Berat balok adalah m * g = 3.57 kg * 9.8 m/s² = 34.98 N. Jadi, μk = -7.4 N / 34.98 N = -0.21. Nilai negatif menunjukkan bahwa arah gaya gesekan berlawanan dengan arah gerak.