Sebuah mainan mobil-mobilan bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 2 N. Jika antara tali dengan bidang horizontal membentuk sudut 30°, besar gaya normal yang dialami mobil- mobilan tersebut adalah.....
More Questions From This User See All
Jawaban:
Untuk menghitung besar gaya normal yang dialami oleh mobil-mobilan, kita perlu mempertimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada objek tersebut.
Dalam kasus ini, ada dua gaya yang bekerja pada mobil-mobilan:
1. Gaya gravitasi (berat mobil-mobilan) yang menarik mobil-mobilan ke bawah. Besarnya gaya gravitasi dapat dihitung menggunakan rumus:
Gaya gravitasi = massa × percepatan gravitasi
Gaya gravitasi = 2 kg × 9,8 m/s² = 19,6 N
2. Gaya tarik (gaya yang diberikan oleh tali) dengan besar 2 N.
Gaya normal (N) adalah gaya yang diberikan oleh bidang horizontal (misalnya permukaan lantai) ke atas mobil-mobilan. Gaya normal selalu tegak lurus terhadap permukaan yang bersentuhan dengan objek.
Dalam kasus ini, sudut antara tali dan bidang horizontal adalah 30°. Gaya normal memiliki arah ke atas dan sejajar dengan permukaan horizontal, sehingga gaya normal akan memiliki komponen vertikal (y) yang besarnya sama dengan gaya gravitasi dan komponen horizontal (x) yang besarnya sama dengan gaya tarik.
Menggunakan trigonometri, kita dapat menghitung komponen gaya normal sebagai berikut:
Komponen vertikal (y) = Gaya gravitasi = 19,6 N
Komponen horizontal (x) = Gaya tarik = 2 N
Besar gaya normal (N) dapat dihitung menggunakan rumus:
Besar gaya normal = √(Komponen vertikal² + Komponen horizontal²)
Besar gaya normal = √(19,6 N² + 2 N²) = √(384,16 N²) = 19,6 N
Jadi, besar gaya normal yang dialami oleh mobil-mobilan tersebut adalah 19,6 N.
Diketahui:
Massa mobil-mobilan (m) = 2 kg
Besar gaya yang diberikan (F) = 2 N
Sudut antara tali dan bidang horizontal (θ) = 30°
Ditanyakan: Besar gaya normal (N)
Gambaran situasi dapat dilihat pada gambar berikut:
|\
| \
| \
| \
|θ \
| \
| \
-----------|------\
| \
| \
| \
| \
| \
|____________\
Gaya-gaya yang bekerja pada mobil-mobilan adalah gaya berat (m.g) dan gaya tarik (F). Gaya normal (N) sejajar dengan bidang horizontal.
Menggunakan analisis gaya pada sumbu x dan y, maka:
ΣFx = F cosθ = N
ΣFy = F sinθ - m.g = 0
Substitusi nilai yang diketahui:
ΣFx = 2 cos30° = 1.732 N
ΣFy = 2 sin30° - 2(9.8) = -14.196 N
Karena ΣFy = 0, maka mobil-mobilan dalam keadaan seimbang. Oleh karena itu, gaya normal (N) sama besar dengan hasil analisis gaya pada sumbu x:
N = ΣFx = 1.732 N
Jadi, besar gaya normal yang dialami mobil-mobilan tersebut adalah 1.732 N.