Kesetimbangan partikel – UN fisika SMA/MA

1. Soal UN 2011/2012 A81 No.3

Perhatikan gambar balok berikut ini. Jika massa balok 3 kg dan percepatan gravitasi 10 m.s⁻² maka gaya normal yang dialami balok adalah ….

A. 27 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N

Pembahasan
Diketahui :
w = m g = (3 kg)(10 m/s²) = 30 Newton (arah ke bawah)
F₁ = 5 N (arah ke bawah)
F₂ = 8 N (arah ke atas)
Ditanya : Gaya normal (N) ?
Jawab :

Gaya normal dikerjakan oleh lantai pada balok dan arahnya tegak lurus permukaan lantai. Selain gaya normal, terdapat tiga gaya yang bekerja pada balok yakni F₁, F₂ dan w. Besar gaya normal sama dengan resultan ketiga gaya ini, agar resultan gaya pada arah vertikal sama dengan nol, benda diam dan hukum I Newton terpenuhi.
Gaya yang searah dijumlahkan dan yang berlawanan arah dikurangi.
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
Resultan ketiga gaya ini adaalah 27 N. Besar gaya normal = 27 Newton.
Jawaban yang benar adalah A.

2. Soal UN 2011/2012 C61 No.3

Agar gaya normal yang bekerja pada balok sebesar 20 N maka besar dan arah gaya luar yang bekerja pada balok adalah…

A. 50 N ke bawah
B. 30 N ke atas
C. 30 N ke bawah
D. 20 N ke atas
E. 20 N ke bawah

Pembahasan
Diketahui :
w = 50 N
N = 20 N
Ditanya : besar gaya luar (F) yang bekerja pada balok ?
Jawab :
Agar gaya normal (N) = 20 N maka harus ada gaya luar (F) = 30 N dan berlawanan arah dengan gaya berat (w) = 50 N.
Besar gaya luar (F) = 30 N, arah gaya luar ke atas.
Jawaban yang benar adalah B.