Rumus Percepatan Benda Pada Bidang Miring

Penerapan hukum Newton pada gerak benda di bidang miring


yang licin hampir sama seperti
gerak pada bidang datar, hanya saja benda yang bergerak pada bidang tersebut dibuat dengan kemiringan sudut tertentu. Oleh karena itu untuk memudahkan memahaminya, kita anggap bidang miring tersebut adalah sumbu x, sedangkan yang tegak lurus pada bidang miring ialah sumbu y. Sekarang perhatikan Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Komponen gaya pada gerak benda di bidang datar

Gambar ane di atas menunjukkan sebuah balok yang bermassa
g
bergerak menuruni bidang miring yang licin membentuk sudut α. Gaya yang bekerja pada sumbu ten yakni:

∑F = N – mg cos α

Dalam hal ini benda tidak bergerak tehadap sumbu y maka:

∑F = 0

N – mg cos α = 0

Northward = mg cos α

Benda bergerak tehadap bidang miring (sumbu x) maka resultan gaya yang bekerja pada bidang tersebut yakni:

∑F = ma

mg sin α = ma

a = grand sin α

Keterangan:

a = percepatan benda (m/s2)

N = gaya normal (Due north)

1000 = massa benda (kg)

α = sudut yang dibentuk gaya terhadap bidang datar

Contoh Soal one

Sebuah benda dengan massa 300 kg berada pada suatu bidang miring yang licin seperti yang terlihat pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2

a) Tentukan besar gaya yang menyebabkan benda bergerak ke bawah, b) hitung kecepatan benda setelah meluncur, c) hitung gaya normal yang dialami oleh balok.

Penyelesaian:

Jika diuraikan komponen gaya yang bekerja pada balok seperti Gambar two. i di bawah ini.

Gambar 2.one Komponen gaya pada bidang miring

Terlebih dahulu cari panjang AC dengan Theorema Phytagoras yakni:

AC2 = AB2 + BC2

AC2 = 82 + 62

AC2 = 64 + 36

AC2 = 100

AC = √100

AC = 10 m

sin α = BC/AC

sin α = 6/10

sin α = 0,six

cos α = AB/Ac

cos α = 8/10

cos α = 0,8

a) Besar gaya yang menyebabkan benda bergerak ke bawah (Fx) yakni:

Fx = mg sin α

Fx = 300 kg . x m/s2 . 0,half-dozen

Fx = 1800 North

b) Kecepatan benda setelah meluncur yakni:

a = m sin α

a = 10 g/s2 . 0,6

a = 6 chiliad/s2

vt = √(2as)

vt = √(2 . 6 . 10)

vt = √120

vt = 10,9 g/s

c) Gaya normal yang dialami oleh balok yakni:

N – mg cos α = 0

N = mg cos α

N = 300 kg . 10 thousand/s2 . 0,viii

N = 2400 Northward

Contoh Soal 2

Sebuah balok memiliki massa eight kg yang awalnya diam meluncur pada bidang miring yang memiliki sudut kemiringan 40° terhadap lantai. a) tentukan gaya normal yang dikerjakan bidang pada balok, b) tentukan gaya yang bekerja pada balok sehingga balok meluncur, c) tentukan kecepatan balok setelah meluncur selama 10 detik.

Penyelesaian:

Contoh soal no 2 ini hampir sama seperti contoh soal no 1, hanya saja pada soal ini terdapat sudut yang besarnya sudah ditentukan.

Gambar three. Komponen gaya padang bidang dengan kemiringan tertentu

a). Gaya normal yang dikerjakan bidang pada balok yakni:

North = mg cos α

N = eight kg . 10 grand/s2 . cos 40°

N = 61,6 N

b) Gaya yang bekerja pada balok sehingga balok meluncur yakni:

F = mg sin α

F = 8 kg . 10 m/s2 . sin 40°

F = 51,two N

c) Kecepatan balok setelah meluncur selama ten detik yakni:

a = g sin α

a = ten 1000/s2 . sin twoscore°

a = 6,iv m/s2

vt = a . t

vt = vi,4 m/s2 . 10 southward

vt = 64 m/southward

Soal Tantangan

Sebuah balok es yang masanya 5 kg didorong dengan gaya 100 N menggunakan bidang miring dengan sudut 35° seperti Gambar 4 di bawah ini
(chiliad =
10 m/southward2)
.

Gambar 4

Tentukan gaya normal dan percepatan yang dialami oleh balok es tersebut, jika
sin 35° = 0,57 dan cos 35° = 0,82
.

Loading Preview

Sad, preview is currently unavailable. Y’all tin can download the paper by clicking the push above.

i. Massa balok adalah ii kg, percepatan gravitasi = 10 m/s2. Tentukan (a) resultan gaya yang mempercepat balok (b) besar percepatan balok.

Pembahasan

Diketahui
:Massa balok (m) = 2 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 g/s2

Berat balok (w) = one thousand g = (2)(10) = 20 Newton

wx = w sin 30 = (20)(0,v) = 10 Newton

wy = westward cos 30 = (20)(0,five√3) = 10√3 Newton
Jawab :

(a)
resultan gaya yang mempercepat balok

Bidang miring licin di mana gesekan dianggap tidak ada. Karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya wx

(b)
besar percepatan balok

Besar percepatan balok adalah v one thousand/s2, arah percepatan balok adalah ke bawah.

ii. Balok berada di atas permukaan bidang miring licin tanpa gesekan. Massa balok adalah 3 kg, percepatan gravitasi adalah 10 g/s2. Tentukan besar gaya F jika (a) balok diam (b) balok bergerak ke bawah dengan percepatan two m/s2 (c) balok bergerak ke atas dengan percepatan konstan ii yard/s2.

Pembahasan

Diketahui
:Massa balok (thou) = 3 kg

Percepatan gravitasi (thou) = 10 one thousand/s2

Berat balok (w) = 1000 g = (3)(10) = 30 Newton

wx = west sin 30 = (30)(0,5) = xv Newton

wy = due west cos 30 = (thirty)(0,v√iii) = 15√3Newton
Jawab :(a) Tentukan F jika balok diam.Hukum I Newton menyatakan bahwa benda diam jika resultan gaya sama dengan nol.

(b) Tentukan F jika balok bergerak ke bawah dengan percepatan 2 thou/s2

(c) Tentukan F jika balok bergerak ke atas dengan percepatan konstan 2 grand/s2

[English language : Motion on inclined plane without friction force]

Tagged Pembahasan Soal Fisika SMA – Hukum Newton tentang Gerak