Misalin tambayoyin Jirgin Sama Mai Juyawa

9 Contoh soal Bidang Miring

Yi nazarin kayan hukum Newton , ƙarfin yau da kullun dan ƙarfin gogayya domin fahimtar tattaunawar da aka yi kan wannan batu sosai.

1. Sebuah balok massa 5 kg dilepas pada bidang miring licin seperti pada gambar! (g = 10 m.s ^-2 dan tg 37 ^o = 3/4). Percepatan balok adalah …

A. 4,5 ms^-2

B. 6,0 ms^-2

C. 7,5 ms^-2

D. 8,0 ms^-2

E. 10,0 ms^-2

Tattaunawa

An san cewa:

m = 5 kg, g = 10 m/s²

w = m g = (5)(10) = 50 N

panjang sisi bawah = 4

panjang sisi tegak = 3

Karena sisi bawah = 4 dan sisi tegak = 3 maka sisi miring = 5. Anda dapat membuktikan dengan rumus Pythagoras.

Tambaya: hanzarta toshe (a)?

Amsa:

Gaya yang menyebabkan balok bergerak adalah w_x. Bidang miring licin sehingga tidak ada gaya gesek.

w_x = w zunubi θ = (w)(sisi tegak / sisi miring)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 Newton

Besar percepatan (a) balok ?

ΣF = ma

w_x = ma

30 = (5) a

a = 30/5

a = 6 m/s²

Amsar da ta dace ita ce B.

2. Perhatikan gambar! Sebuah balok mula-mula diam, lalu ditarik dengan gaya F ke atas sejajar dengan bidang miring. Massa balok 8 kg, koefisien gesekan µ_s = 0,5 dan θ = 45^o. 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

Tattaunawa

An sani :

Koefisien gesekan statis (µ_s) = 0,5

Kusurwoyi (θ) = 45^o

Saurin gudu saboda nauyi (g) = 10 m/s²

Massa balok (m) = 8 kilogram

Nauyin tubali (w) = mg = (8 kg)(10 m/s)²) = 80 kg m/s² = 80 Newton

An tambaya : Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas

Jawab :

Balok tepat akan bergerak ke atas jika F ≥ w_x + f_s. 

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w zunubi θ = (80) (zunubi 45) = (80) (0,5√2) = 40√2

Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :

w_y w cos θ = (80) (cos 45) = (80) (0,5√2) = 40√2

Ƙarfin al'ada :

N = w_y = 40√2

Ƙarfin gogayya mai tsayayye :

f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas :

F ≥ w_x + f_s

F ≥ 40√2 + 20-2

F ≥ 60√2 Newton

Amsar da ta dace ita ce C.

3.Balok 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 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N

B. 4,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

E. 68,8 N

Tattaunawa

An sani :

Nauyin tubali (m) = 8 kg

Saurin gudu saboda nauyi (g) = 10 m/s²

Berat balok (w) = m g = (8)(10) = 80 Newton

Zunubi 37^o = 0,6

Kos 37^o = 0,8

Koefisien gesek kinetis (µ_k) = 0,1

N = w_y = w cos 37^o = (80)(0,8) = 64 Newton

An tambaya : Gaya (F) luar minimal penahan balok agar balok tidak meluncur ke bawah

Jawab :

Balok tidak meluncur ke bawah jika F = w_x

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w zunubi θ = (80) (zunubi 37) = (80) (0,6) = 48

f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4

Besar gaya F minimal agar balok tidak meluncur ke bawah :

F + f_k - w_x = 0

F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

4. Sebuah benda bermassa 5,0 kg ditarik dengan tali ke atas bidang miring yang kasar oleh sebuah gaya 71 N (g = 10 m.s^-2, zunubi 37^o = 0,6, cos 37^o = 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

Tattaunawa

An sani :

Nauyin abu (m) = 5 kg

4. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 67 No.5

Sebuah benda bermassa 5,0 kg ditarik dengan tali ke atas bidang miring yang kasar oleh sebuah gaya 71 N (g = 10 m.s^-2, zunubi 37^o = 0,6, cos 37^o = 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

Tattaunawa

An sani :

Nauyin abu (m) = 5 kg

Saurin gudu saboda nauyi (g) = 10 m/s²

Berat benda (w) = m g = (5)(10) = 50 Newton

Gaya F = 71 Newton

Zunubi 37^o = 0,6

Kos 37^o = 0,8

Koefisien gesekan = 0,4

An tambaya : Percepatan benda (a)

Jawab :

Resultan Gaya

Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w zunubi θ = (50) (zunubi 37) = (50) (0,6) = 30

Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :

w_y w cos θ = (50) (cos 37) = (50) (0,8) = 40

Ƙarfin al'ada :

N = w_y = 40

Ƙarfin gogayya na motsi :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

Resultan gaya yang bekerja pada bidang miring :

ΣF = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newtons

Percepatan benda

Percepatan benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton :

a = ∑F / m = 25/5 = 5 m/s²

Amsar da ta dace ita ce E.

5.
Perhatikan gambar! Sebuah balok mula-mula diam, lalu ditarik dengan gaya F ke atas sejajar dengan bidang miring. Massa balok 8 kg, koefisien gesekan µ_s = 0,5 dan θ = 45^o. 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

Tattaunawa
An sani :
Mai daidaita gesekan statis (µ_s) = 0,5
Kusurwoyi (θ) = 45^o
Saurin gudu saboda nauyi (g) = 10 m/s²
Massa balok (m) = 8 kilogram
Nauyin tubali (w) = mg = (8 kg)(10 m/s)²) = 80 kg m/s² = 80 Newton
An tambaya : Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas
Jawab :

Balok tepat akan bergerak ke atas jika F ≥ w_x + f_s.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w zunubi θ = (80) (zunubi 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :
w_y w cos θ = (80) (cos 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
Ƙarfin al'ada :
N = w_y = 40√2
Ƙarfin gogayya mai tsayayye :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20-2
F ≥ 60√2 Newton
Amsar da ta dace ita ce C.

6.
Balok 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 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

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

Tattaunawa
An sani :
Nauyin tubali (m) = 8 kg
Saurin gudu saboda nauyi (g) = 10 m/s²
Berat balok (w) = m g = (8)(10) = 80 Newton
Zunubi 37^o = 0,6
Kos 37^o = 0,8
Koefisien gesek kinetis (µ_k) = 0,1
An tambaya : Gaya (F) luar minimal penahan balok agar balok tidak meluncur ke bawah
Jawab :
Balok tidak meluncur ke bawah jika F = w_x
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w zunubi θ = (80) (zunubi 37) = (80) (0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Besar gaya F minimal agar balok tidak meluncur ke bawah :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

7.
Sebuah benda bermassa 5,0 kg ditarik dengan tali ke atas bidang miring yang kasar oleh sebuah gaya 71 N (g = 10 m.s^-2, zunubi 37^o = 0,6, cos 37^o = 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
Tattaunawa
An sani :
Nauyin abu (m) = 5 kg
Saurin gudu saboda nauyi (g) = 10 m/s²
Berat benda (w) = m g = (5)(10) = 50 Newton
Gaya F = 71 Newton
Zunubi 37^o = 0,6
Kos 37^o = 0,8
Koefisien gesekan = 0,4
An tambaya : Percepatan benda (a)
Jawab :
Resultan Gaya
Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w zunubi θ = (50) (zunubi 37) = (50) (0,6) = 30
Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :
w_y w cos θ = (50) (cos 37) = (50) (0,8) = 40
Ƙarfin al'ada :
N = w_y = 40
Ƙarfin gogayya na motsi :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Resultan gaya yang bekerja pada bidang miring :
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newtons
Percepatan benda
Percepatan benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton :
a = ∑F / m = 25/5 = 5 m/s²
Amsar da ta dace ita ce E.

8. 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 = 45^o. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, gaya F harus sebesar… g = 10 m/s²

Tattaunawa
An san cewa:
m = 2 kg, g = 10 m/s²,  = 45^o, μ_s = 0,3
Ditanya : Agar balok tepat bergerak ke atas, berapa besar gaya F ?
Amsa:

Keterangan : F = gaya tarik, w = gaya berat, w_x = komponen berat balok yang sejajar permukaan bidang miring, w_y = komponen berat balok yang tegak lurus permukaan bidang miring, N = gaya normal, f_s = 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 w_x +f_s. Benda bergerak ke atas ketika F lebih besar daripada w_x +f_s.

w = mg = (2)(10) = 20 Newtons
w_x = w zunubi 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 Newton
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 Newton
N = w_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 Newton

Agar balok tepat akan bergerak ke atas maka :
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2= 13√2 Newton
Amsar da ta dace ita ce C.

9. 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…

Tattaunawa
An san cewa:
m = 2 kg, g = 10 m/s²,  = 30^o, μ_s = 0,2√3
Ditanya : Resultan gaya yang menggerakan benda ?

Amsa:

Gaya 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 = mg = (2)(10) = 20 Newtons
w_x = w zunubi 30^o = (20)( ½ ) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 Newton
N = w_y = 10√3 Newton
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newton
Resultan gaya yang menggerakan benda adalah :
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newton
w_x lebih besar daripada f_s sehingga benda bergerak ke bawah, searah dengan w_x.
Amsar da ta dace ita ce A.

Tushen tambaya:

Tambayoyin Nazarin Fizik na Ƙasa ga Makarantar Sakandare ta Babbar Sakandare/Makarantar Sakandare ta Sana'a