Contoh penerapan hukum Newton pada satah condong kasar (terdapat geseran)

2 contoh penerapan hukum Newton pada satah condong kasar (terdapat geseran)

1. Jisim bongkah itu ialah 2 kg, pecutan graviti = 10 m/s², pekali geseran statik dan kinetik ialah 0,2 dan 0,1. Adakah bongkah itu pegun atau bergerak? Jika bongkah itu bergerak, tentukan (a) daya paduan yang memecut bongkah itu (b) magnitud dan arah pecutan bongkah itu!
Perbincangan
Dikenali :
Massa (m) = 2 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s²
Pekali geseran statik = 0,2
Pekali geseran statik = 0,1
Berat bongkah (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 30^o = (20)(0,5) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)(0,5√3) = 10√3 Newton
Daya normal (N) = w_y = 10√3 Newton
Daya geseran statik (f_s) = (0,2)(10√3) = 2√3 Newton
Daya geseran kinetik (f_k) = (0,1)(10√3) = √3 Newton
Ditanya Adakah bongkah itu pegun atau bergerak? Jika bergerak, tentukan daya paduan yang memecut bongkah itu dan pecutan bongkah itu!

Jawab :
Blok itu dalam keadaan pegun jika w_x <f_s, blok itu bergerak jika w_x > f_sKerana w_x = 10 Newton dan f_s = 2√3 Newton, jadi disimpulkan bahawa blok itu bergerak ke bawah.
(a) daya paduan yang memecutkan bongkah itu
Apabila bongkah bergerak, daya geseran yang bertindak pada bongkah ialah daya geseran kinetik (f_k).
(b) magnitud dan arah pecutan bongkah itu
Magnitud pecutan bongkah itu ialah 4,15 m/s² dan arah pecutan blok itu adalah ke bawah.

2. Jisim bongkah itu ialah 4 kg, pecutan graviti ialah 10 m/s². Pekali geseran statik dan kinetik ialah 0,4 dan 0,2. Jika magnitud daya F ialah 40 Newton, adakah bongkah itu pegun atau bergerak? Jika bongkah itu bergerak, tentukan (a) daya paduan yang memecut bongkah itu (b) magnitud dan arah pecutan bongkah itu!
Perbincangan
Dikenali :
Massa (m) = 4 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s²
Pekali geseran statik = 0,4
Pekali geseran statik = 0,2
Berat bongkah (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton
w_x = w sin 30^o = (40)(0,5) = 20 Newton
w_y = w cos 30^o = (40)(0,5√3) = 20√3 Newton
Daya normal (N) = w_y = 20√3 Newton
Daya geseran statik (f_s) = (0,4)(20√3) = 8√3 Newton
Daya geseran kinetik (f_k) = (0,2)(20√3) = 4√3 Newton
F = 40 Newton
Ditanya Adakah bongkah itu pegun atau bergerak? Jika bergerak, tentukan daya paduan yang memecut bongkah itu dan pecutan bongkah itu!
Jawab :
Blok bergerak ke bawah jika F < w_x +f_sBlok bergerak ke atas jika F > w_x +f_s. F = 40 Newton, w_x = 20 Newton dan f_s = 8√3 = 13,6 Newton, jadi disimpulkan bahawa blok itu bergerak ke atas kerana F lebih besar daripada w_x +f_s.
(a) daya paduan yang memecutkan bongkah itu
Apabila bongkah bergerak, daya geseran yang bertindak pada bongkah ialah daya geseran kinetik (f_k).
(b) magnitud dan arah pecutan bongkah itu
Magnitud pecutan bongkah itu ialah 1,6 m/s² dan arah pecutan blok itu adalah ke atas.

[Bahasa Inggeris: Gerakan pada satah condong kasar dengan daya geseran]