Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) – Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA/MA

1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.5
Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 1Perhatikan gambar! Sebuah balok mula-mula diam, lalu ditarik dengan gaya F ke atas sejajar dengan bidang miring. Massa balok 8 kg, koefisien gesekan µs = 0,5 dan θ = 45o. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, gaya F harus sebesar….

A. 40 N
B. 60 N
C. 60√2 N
D. 80 N
E. 80√2 N

Pembahasan
Diketahui :
Koefisien gesekan statiss) = 0,5
Sudut (θ) = 45o
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Massa balok (m) = 8 kilogram
Berat balok (w) = m g = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2 = 80 Newton
Ditanya : Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas
Jawab :

Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 2Balok tepat akan bergerak ke atas jika Fwx + fs.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
wx = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :
wy = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Gaya normal :
N = wy = 40√2
Gaya gesek statis :
fs = µs N = (0,5)(40√2) = 20√2
Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas :
Fwx + fs
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
Jawaban yang benar adalah C.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.5
Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 3Balok yang bermassa 8 kg terletak di atas bidang miring kasar seperti gambar berikut. Gaya luar minimal yang dibutuhkan untuk menahan balok agar tidak meluncur ke bawah adalah… (sin 37o = 0,6, cos 37o = 0,8, g = 10 m.s-2, µk = 0,1)

A. 6,4 N
B. 4,6 N
C. 48,5 N
D. 54,4 N
E. 68,8 N

Pembahasan
Diketahui :
Massa balok (m) = 8 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Berat balok (w) = m g = (8)(10) = 80 Newton
Sin 37o = 0,6
Cos 37o = 0,8
Koefisien gesek kinetis (µk) = 0,1
Ditanya : Gaya (F) luar minimal penahan balok agar balok tidak meluncur ke bawah
Jawab :
Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 4Balok tidak meluncur ke bawah jika F = wx
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
wx = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
fk = µk N = (0,1)(64) = 6,4
Besar gaya F minimal agar balok tidak meluncur ke bawah :
F + fk – wx = 0
F = wx – fk = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 67 No.5
Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 5Sebuah benda bermassa 5,0 kg ditarik dengan tali ke atas bidang miring yang kasar oleh sebuah gaya 71 N (g = 10 m.s-2, sin 37o = 0,6, cos 37o = 0,8). Jika koefisien gesekan antara benda dan bidang adalah 0,4, percepatan yang dialami benda adalah…
A. 0,5 ms-2
B. 2 ms-2
C. 2,5 ms-2
D. 3 ms-2
E. 5 ms-2
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (m) = 5 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Berat benda (w) = m g = (5)(10) = 50 Newton
Gaya F = 71 Newton
Sin 37o = 0,6
Cos 37o = 0,8
Koefisien gesekan = 0,4
Ditanya : Percepatan benda (a)
Jawab :
Dinamika partikel bidang miring (hukum newton, gaya gesek) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 6Resultan Gaya
Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
wx = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :
wy = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Gaya normal :
N = wy = 40
Gaya gesek kinetis :
fk = µk N = (0,4)(40) = 16
Resultan gaya yang bekerja pada bidang miring :
∑F = F – wx – fk = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Percepatan benda
Percepatan benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton :
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s2
Jawaban yang benar adalah E.

close

Daftar untuk dapat ebook gratis

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.