Dinamika partikel (gerak di bidang miring) – contoh soal UN

Contoh soal dinamika partikel (gerak di bidang miring) dan pembahasan. Pelajari materi hukum Newton , gaya normal dan gaya gesek agar lebih memahami pembahasan soal ini.

1. Perhatikan gambar! Sebuah balok mula-mula diam, lalu ditarik dengan gaya F ke atas sejajar dengan bidang miring. Massa balok 2 kg, koefisien gesekan statis = 0,3 dan sudut = 45o. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, gaya F harus sebesar… g = 10 m/s2

Dinamika partikel gerak pada bidang miring contoh soal un 1Pembahasan
Diketahui :
m = 2 kg, g = 10 m/s2,  = 45o, μs = 0,3
Ditanya : Agar balok tepat bergerak ke atas, berapa besar gaya F ?
Jawab :

Dinamika partikel gerak pada bidang miring contoh soal un 2Keterangan : F = gaya tarik, w = gaya berat, wx = komponen berat balok yang sejajar permukaan bidang miring, wy = komponen berat balok yang tegak lurus permukaan bidang miring, N = gaya normal, fs = gaya gesek statis.

Pada soal diketahui koefisien gesek statis, ini berarti permukaan bidang miring kasar sehingga terdapat gaya gesek yang menghambat gerakan balok.
Agar balok tepat akan bergerak ke atas maka gaya F harus sama dengan wx + fs. Benda bergerak ke atas ketika F lebih besar daripada wx + fs.

w = m g = (2)(10) = 20 Newton
wx = w sin 45o = (20)(½ √2) = 10√2 Newton
wy = w cos 45o = (20)(½√2) = 10√2 Newton
N = wy = 10√2
fs = μs N = (0,3)(10√2) = 3√2 Newton

Agar balok tepat akan bergerak ke atas maka :
F = wx + fs = 10√2 + 3√2= 13√2 Newton
Jawaban yang benar adalah C.

2. Benda bermassa 2 kg terletak pada bidang miring seperti tampak pada gambar di bawah ini. Jika koefisien gesekan statis antara balok dan bidang miring adalah 0,2√3 dan g = 10 ms–2, maka resultan gaya yang menggerakan benda adalah…

Dinamika partikel gerak pada bidang mring contoh soal un 3

Pembahasan
Diketahui :
m = 2 kg, g = 10 m/s2,  = 30o, μs = 0,2√3
Ditanya : Resultan gaya yang menggerakan benda ?

Jawab :

Dinamika partikel gerak pada bidang miring contoh soal un 4Gaya gesek selalu menghambat gerakan benda karenanya arah gaya gesek digambarkan berlawanan dengan arah gerak benda. Benda diperkirakan bergerak ke bawah sehingga gaya gesek digambarkan ke atas. Benda diperkirakan bergerak ke bawah karena tidak ada gaya yang menariknya ke atas.
w = m g = (2)(10) = 20 Newton
wx = w sin 30o = (20)( ½ ) = 10 Newton
wy = w cos 30o = (20)( ½ √3) = 10√3 Newton
N = wy = 10√3 Newton
fs = μs N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newton
Resultan gaya yang menggerakan benda adalah :
F = wx – fs = 10 – 6 = 4 Newton
wx lebih besar daripada fs sehingga benda bergerak ke bawah, searah dengan wx.
Jawaban yang benar adalah A.

Leave a Reply