Piv txwv ntawm cov lus nug ntawm Inclined Plane

9 Contoh soal Bidang Miring

Pelajari materi hukum Newton , lub zog ib txwm muaj dan lub zog sib txhuam agar lebih memahami pembahasan soal ini.

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

Kev Sib Tham

Nws paub tias:

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.

Lo lus nug: kev ua kom nrawm ntawm lub thaiv (a)?

Lus teb:

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

w_x = w kev txhaum θ = (w)(sisi tegak / sisi miring)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 Newtons

Besar percepatan (a) balok ?

ΣF = ma

w_x = ma

30 = (5) ib

ib = 30 / 5

ib = 6 m/s²

Cov lus teb yog 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

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Koefisien gesekan statis (µ_s= 0,5 TZS

Lub kaum sab xis (θ) = 45^o

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²

Massa balok (m) = 8 kilogram

Qhov hnyav ntawm lub thaiv (w) = mg = (8 kg) (10 m/s)²) = 80 kg m/s² = 80 Newtons

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

Jawb :

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

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x W sin 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

Lub zog ib txwm muaj :

N = w_y = 40√2

Lub zog sib txhuam zoo li qub :

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 Newtons

Cov lus teb yog 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, cos37^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

Sab Hnub Tuaj 68,8 N

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Qhov hnyav ntawm lub thaiv (m) = 8 kg

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²

Qhov hnyav ntawm lub thaiv (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton

Kev txhaum 37^o = 0,6

Kos 37^o = 0,8

Koefisien gesek kinetis (µ_k= 0,1 TZS

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

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

Jawb :

Balok tidak meluncur ke bawah jika F = w_x

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w sin 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 :

F + f_k - w_x = 0

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

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, kev txhaum 37^o = 0,6, cos37^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

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Qhov hnyav ntawm yam khoom (m) = 5 kg

4. 2012/2013 SMA Physics National Exam Cov Lus Nug 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, kev txhaum 37^o = 0,6, cos37^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

Kev Sib Tham

Nws yog paub :

Qhov hnyav ntawm yam khoom (m) = 5 kg

Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²

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

Gaya F = 71 Newton

Kev txhaum 37^o = 0,6

Kos 37^o = 0,8

Koefisien gesekan = 0,4

Nug : Percepatan benda (a)

Jawb :

Resultan Gaya

Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

w_x = w sin 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

Lub zog ib txwm muaj :

N = w_y = 40

Gaya gesek kinetis :

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

Cov lus teb yog yog 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

Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Tus lej sib piv gesekan statis (µ_s= 0,5 TZS
Lub kaum sab xis (θ) = 45^o
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²
Massa balok (m) = 8 kilogram
Qhov hnyav ntawm lub thaiv (w) = mg = (8 kg) (10 m/s)²) = 80 kg m/s² = 80 Newtons
Nug : Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas
Jawb :

Balok tepat akan bergerak ke atas jika F ≥ w_x + f_s.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x W sin 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
Lub zog ib txwm muaj :
N = w_y = 40√2
Lub zog sib txhuam zoo li qub :
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 Newtons
Cov lus teb yog 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, cos37^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
Sab Hnub Tuaj 68,8 N

Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm lub thaiv (m) = 8 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²
Qhov hnyav ntawm lub thaiv (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Kev txhaum 37^o = 0,6
Kos 37^o = 0,8
Koefisien gesek kinetis (µ_k= 0,1 TZS
Nug : Gaya (F) luar minimal penahan balok agar balok tidak meluncur ke bawah
Jawb :
Balok tidak meluncur ke bawah jika F = w_x
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w sin 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 :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newtons

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, kev txhaum 37^o = 0,6, cos37^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
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm yam khoom (m) = 5 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s²
Berat benda (w) = m g = (5)(10) = 50 Newton
Gaya F = 71 Newton
Kev txhaum 37^o = 0,6
Kos 37^o = 0,8
Koefisien gesekan = 0,4
Nug : Percepatan benda (a)
Jawb :
Resultan Gaya
Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.
Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :
w_x = w sin 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
Lub zog ib txwm muaj :
N = w_y = 40
Gaya gesek kinetis :
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
Cov lus teb yog yog 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

Kev Sib Tham
Nws paub tias:
m = 2 kg, g = 10 m/s²,  = 45^o, μ_s = 0,3
Ditanya : Agar balok tepat bergerak ke atas, berapa besar gaya F ?
Lus teb:

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 = m g = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 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
Cov lus teb yog 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…

Kev Sib Tham
Nws paub tias:
m = 2 kg, g = 10 m/s²,  = 30^o, μ_s = 0,2√3
Ditanya : Resultan gaya yang menggerakan benda ?

Lus teb:

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 = m g = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 30^o = (20)( ½ ) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 Newton
N = w_y = 10√3 Newtons
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 Newtons
w_x lebih besar daripada f_s sehingga benda bergerak ke bawah, searah dengan w_x.
Cov lus teb yog lawm yog A.

Qhov chaw nug lus:

Cov Lus Nug Txog Kev Xeem Physics Hauv Tebchaws Rau Tsev Kawm Ntawv Theem Siab/Tsev Kawm Ntawv Theem Siab Ua Haujlwm