Contoh soal penerapan hukum Newton pada gerak lurus di permukaan bidang datar kasar (ada gaya gesek)

1. Massa balok 1 adalah 2 kg, massa balok 2 adalah 4 kg, percepatan gravitasi adalah 10 m/s², gaya dorong F adalah 40 Newton. Koefisien gesek kinetis antara balok 1 dengan permukaan lantai kasar adalah 0,2 dan koefisien gesek kinetis antara balok 2 dengan permukaan lantai kasar adalah 0,3. Tentukan (a) Besar dan arah percepatan kedua balok adalah… (b) Besar gaya yang dikerjakan balok 1 pada balok 2 dan besar gaya yang dikerjakan balok 2 pada balok 1.
Pembahasan
Diketahui :
Jawab :
(a) Besar dan arah percepatan kedua balok
Besar percepatan balok = 4 m/s², arah percepatan balok = arah resultan gaya = ke kanan.

(b) Besar gaya yang dikerjakan balok 1 pada balok 2 (F₁₂) dan besar gaya yang dikerjakan balok 2 pada balok 1 (F₂₁)

F₁₂ dan F₂₁ merupakan gaya aksi reaksi. Untuk menghitung besar gaya F₁₂ dan F₂₁, kedua benda ditinjau secara terpisah. Terlebih dahulu tinjau balok 2. Gaya-gaya yang bekerja pada balok 2 pada arah horisontal adalah F₁₂ dan f_k2.
F₁₂ dan F₂₁ merupakan gaya aksi reaksi yang mempunyai besar sama tetapi arahnya berlawanan. Karena F₁₂ = 28 Newton maka F₂₁ = 28 Newton.

2. Massa balok 1 adalah 2 kg, massa balok 2 adalah 4 kg, percepatan gravitasi adalah 10 m/s², gaya dorong F adalah 40 N. Koefisien gesek kinetis antara balok 1 dan permukaan lantai kasar adalah 0,2. Koefisien gesek kinetis antara balok 2 dan permukaan lantai kasar adalah 0,3. Tentukan (a) besar dan arah percepatan kedua balok (b) besar gaya tegangan tali. Abaikan massa tali.
Pembahasan
Diketahui :
Jawab :
(a) besar dan arah percepatan kedua balok
Besar percepatan balok = 4 m/s², arah percepatan balok = arah resultan gaya = ke kanan.
 
(b) besar gaya tegangan tali. Abaikan massa tali.
Tinjau balok 1. Gaya-gaya yang bekerja pada balok 1 pada arah horisontal (mendatar) adalah gaya tegangan tali 1 (T₁) yang arahnya ke kanan dan gaya gesek kinetis 1 (f_k1) yang arahnya ke kiri.
Tinjau balok 2. Gaya-gaya yang bekerja pada balok 2 pada arah horisontal (mendatar) adalah gaya tegangan tali 2 (T₂) yang arahnya ke kiri dan gaya gesek kinetis 2 (f_k2) yang arahnya ke kiri dan gaya tarik (F) yang arahnya ke kanan.
Jadi besar gaya tegangan tali = T₁ = T₂ = T = 12 Newton

[English : Motion of two bodies with the same accelerations on rough horizontal surface with friction force]

(Jumlah halaman : 14)

Daftar Isi

1. Contoh soal hukum II Newton
2. Contoh soal gaya berat
3. Contoh soal gaya gesek
4. Contoh soal penerapan hukum Newton pada bidang datar licin
5. Contoh soal penerapan hukum Newton pada bidang datar kasar
6. Contoh soal penerapan hukum Newton pada bidang miring licin
7. Contoh soal penerapan hukum Newton pada bidang miring kasar
8. Contoh soal penerapan hukum Newton pada gerak lift atau elevator
9. Contoh soal penerapan hukum Newton pada sistem beban, tali dan katrol