झुके हुए तल से संबंधित प्रश्नों के उदाहरण

9 Contoh soal Bidang Miring

सामग्री का अध्ययन करें hukum Newton , सामान्य बल सज्जन घर्षण बल इस विषय पर हो रही चर्चा को बेहतर ढंग से समझने के लिए।

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 …

ए. 4,5 एमएस^-2

बी. 6,0 एमएस^-2

सी. 7,5 एमएस^-2

डी. 8,0 एमएस^-2

ई. 10,0 एमएस^-2

विचार-विमर्श

ह ज्ञात है कि:

मीटर = 5 किलोग्राम, ग्राम = 10 मीटर/सेकंड²

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.

प्रश्न: ब्लॉक (a) का त्वरण?

उत्तर :

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

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

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 न्यूटन

Besar percepatan (a) balok ?

Σएफ = मा

w_x = मा

30 = (5) ए

ए = 30 / 5

a = 6 मीटर/सेकंड²

सही जवाब बी है।

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….

ए. 40 एन

बी. 60 एन

C. 60√2 N

डी. 80 एन

E. 80√2 N

विचार-विमर्श

ज्ञात है :

Koefisien gesekan statis (µ_s) = 0,5

कोण (θ) = 45^o

गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²

Massa balok (m) = 8 kilogram

Berat balok (w) = m g = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 न्यूटन

पूछा : Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas

जवाबी :

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

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w पाप θ = (80)(sin 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

सामान्य बल :

एन = डब्ल्यू_y = 40√2

स्थैतिक घर्षण बल :

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

F ≥ 60√2 न्यूटन

सही जवाब सी है।

3। बीalok 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, जी = 10 एमएस^-2, µ_k = 0,1)

ए. 6,4 एन

बी. 4,6 एन

सी. 48,5 एन

डी. 54,4 एन

ई. 68,8 एन

विचार-विमर्श

ज्ञात है :

ब्लॉक का द्रव्यमान (मीटर) = 8 किलोग्राम

गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²

ब्लॉक का भार (w) = मिलीग्राम = (8)(10) = 80 न्यूटन

पाप १३^o = 0,6

कॉस 37^o = 0,8

Koefisien gesek kinetis (µ_k) = 0,1

एन = डब्ल्यू_y = w cos 37^o = (80)(0,8) = 64 न्यूटन

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

जवाबी :

Balok tidak meluncur ke bawah jika एफ = डब्ल्यू_x

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w पाप θ = (80)(sin 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 :

एफ + एफ_k - डब्ल्यू_x = 0

एफ = डब्ल्यू_x - च_k = 48 – 6,4 = 41,6 न्यूटन

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, पाप 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Jika koefisien gesekan antara benda dan bidang adalah 0,4, percepatan yang dialami benda adalah…

ए. 0,5 एमएस^-2

बी. 2 एमएस^-2

सी. 2,5 एमएस^-2

डी. 3 एमएस^-2

ई. 5 एमएस^-2

विचार-विमर्श

ज्ञात है :

वस्तु का द्रव्यमान (मीटर) = 5 किलोग्राम

4. 2012/2013 एसएमए भौतिकी राष्ट्रीय परीक्षा प्रश्न एसए 67 क्रमांक 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, पाप 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Jika koefisien gesekan antara benda dan bidang adalah 0,4, percepatan yang dialami benda adalah…

ए. 0,5 एमएस^-2

बी. 2 एमएस^-2

सी. 2,5 एमएस^-2

डी. 3 एमएस^-2

ई. 5 एमएस^-2

विचार-विमर्श

ज्ञात है :

वस्तु का द्रव्यमान (मीटर) = 5 किलोग्राम

गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²

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

Gaya F = 71 Newton

पाप १३^o = 0,6

कॉस 37^o = 0,8

Koefisien gesekan = 0,4

पूछा : Percepatan benda (a)

जवाबी :

Resultan Gaya

Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w पाप θ = (50)(sin 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

सामान्य बल :

एन = डब्ल्यू_y = 40

गतिज घर्षण बल :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

Resultan gaya yang bekerja pada bidang miring :

ΣF = F – w_x - च_k = 71 – 30 – 16 = 25 न्यूटन

Percepatan benda

Percepatan benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton :

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²

सही उत्तर E है।

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….

ए. 40 एन
बी. 60 एन
C. 60√2 N
डी. 80 एन
E. 80√2 N

विचार-विमर्श
ज्ञात है :
गुणक gesekan statis (μ_s) = 0,5
कोण (θ) = 45^o
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
Massa balok (m) = 8 kilogram
Berat balok (w) = m g = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 न्यूटन
पूछा : Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas
जवाबी :

Balok tepat akan bergerak ke atas jika F ≥ w_x + f_s.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w पाप θ = (80)(sin 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
सामान्य बल :
एन = डब्ल्यू_y = 40√2
स्थैतिक घर्षण बल :
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
F ≥ 60√2 न्यूटन
सही जवाब सी है।

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, जी = 10 एमएस^-2, µ_k = 0,1)

ए. 6,4 एन
बी. 4,6 एन
सी. 48,5 एन
डी. 54,4 एन
ई. 68,8 एन

विचार-विमर्श
ज्ञात है :
ब्लॉक का द्रव्यमान (मीटर) = 8 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
ब्लॉक का भार (w) = मिलीग्राम = (8)(10) = 80 न्यूटन
पाप १३^o = 0,6
कॉस 37^o = 0,8
Koefisien gesek kinetis (µ_k) = 0,1
पूछा : Gaya (F) luar minimal penahan balok agar balok tidak meluncur ke bawah
जवाबी :
Balok tidak meluncur ke bawah jika एफ = डब्ल्यू_x
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w पाप θ = (80)(sin 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 :
एफ + एफ_k - डब्ल्यू_x = 0
एफ = डब्ल्यू_x - च_k = 48 – 6,4 = 41,6 न्यूटन

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, पाप 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Jika koefisien gesekan antara benda dan bidang adalah 0,4, percepatan yang dialami benda adalah…
ए. 0,5 एमएस^-2
बी. 2 एमएस^-2
सी. 2,5 एमएस^-2
डी. 3 एमएस^-2
ई. 5 एमएस^-2
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
वस्तु का द्रव्यमान (मीटर) = 5 किलोग्राम
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (g) = 10 m/s²²
Berat benda (w) = m g = (5)(10) = 50 Newton
Gaya F = 71 Newton
पाप १३^o = 0,6
कॉस 37^o = 0,8
Koefisien gesekan = 0,4
पूछा : Percepatan benda (a)
जवाबी :
Resultan Gaya
Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w पाप θ = (50)(sin 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
सामान्य बल :
एन = डब्ल्यू_y = 40
गतिज घर्षण बल :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Resultan gaya yang bekerja pada bidang miring :
∑F = F – w_x - च_k = 71 – 30 – 16 = 25 न्यूटन
Percepatan benda
Percepatan benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton :
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
सही उत्तर E है।

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

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
मीटर = 2 किलोग्राम, ग्राम = 10 मीटर/सेकंड²,  = 45^o, μ_s = 0,3
Ditanya : Agar balok tepat bergerak ke atas, berapa besar gaya F ?
उत्तर :

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 + च_s. Benda bergerak ke atas ketika F lebih besar daripada w_x + च_s.

w = mg = (2)(10) = 20 न्यूटन
w_x = w sin 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 Newton
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 Newton
एन = डब्ल्यू_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 Newton

Agar balok tepat akan bergerak ke atas maka :
एफ = डब्ल्यू_x + च_s = 10√2 + 3√2= 13√2 Newton
सही जवाब सी है।

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 मिलीसेकंड^{- 2}, maka resultan gaya yang menggerakan benda adalah…

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
मीटर = 2 किलोग्राम, ग्राम = 10 मीटर/सेकंड²,  = 30^o, μ_s = 0,2√3
Ditanya : Resultan gaya yang menggerakan benda ?

उत्तर :

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 न्यूटन
w_x = w sin 30^o = (20)( ½ ) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 Newton
एन = डब्ल्यू_y = 10√3 न्यूटन
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newton
Resultan gaya yang menggerakan benda adalah :
एफ = डब्ल्यू_x - च_s = 10 – 6 = 4 न्यूटन
w_x lebih besar daripada f_s sehingga benda bergerak ke bawah, searah dengan w_x.
सही जवाब क है।

प्रश्न का स्रोत:

सीनियर हाई स्कूल/व्यावसायिक हाई स्कूल के लिए राष्ट्रीय परीक्षा भौतिकी प्रश्न