Pembahasan soal bidang miring

1. Soal UN 2008/2009 P45 No.7

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 m.s−2Pembahasan soal bidang miring 1

B. 6,0 m.s−2

C. 7,5 m.s−2

D. 8,0 m.s−2

E. 10,0 m.s−2

Pembahasan

Diketahui :

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.

Ditanya : percepatan balok (a) ?

Jawab :

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

wx = w sin θ = (w)(sisi tegak / sisi miring) Pembahasan soal bidang miring 2

wx = (50)(3/5)

wx = 30 Newton

Besar percepatan (a) balok ?

ΣF = m a

wx = m a

30 = (5) a

a = 30 / 5

a = 6 m/s2

Jawaban yang benar adalah B.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.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 µs = 0,5 dan θ = 45o. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, gaya F harus sebesar….

A. 40 NPembahasan soal bidang miring 3

B. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

E. 80√2 N

Pembahasan

Diketahui :

Koefisien gesekan statis (µs) = 0,5

Sudut (θ) = 45o

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Massa balok (m) = 8 kilogram

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

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

Jawab :

Balok tepat akan bergerak ke atas jika Fwx + fs

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

wx = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :

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

Pembahasan soal bidang miring 4Gaya normal :

N = wy = 40√2

Gaya gesek statis :

fs = µs N = (0,5)(40√2) = 20√2

Besar gaya F agar balok tepat akan bergerak ke atas :

Fwx + fs

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.5

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 37o = 0,6, cos 37o = 0,8, g = 10 m.s-2, µk = 0,1)

A. 6,4 NPembahasan soal bidang miring 5

B. 4,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

E. 68,8 N

Pembahasan

Diketahui :

Massa balok (m) = 8 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

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

Sin 37o = 0,6

Cos 37o = 0,8

Koefisien gesek kinetis (µk) = 0,1

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

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

Jawab :Pembahasan soal bidang miring 6

Balok tidak meluncur ke bawah jika F = wx

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

wx = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48

fk = µk N = (0,1)(64) = 6,4

Besar gaya F minimal agar balok tidak meluncur ke bawah :

F + fk – wx = 0

F = wx – fk = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

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

A. 0,5 ms-2Pembahasan soal bidang miring 7

B. 2 ms-2

C. 2,5 ms-2

D. 3 ms-2

E. 5 ms-2

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda (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, sin 37o = 0,6, cos 37o = 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

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda (m) = 5 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

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

Gaya F = 71 Newton

Sin 37o = 0,6

Cos 37o = 0,8

Koefisien gesekan = 0,4

Ditanya : Percepatan benda (a)

Jawab :

Resultan GayaPembahasan soal bidang miring 8

Terlebih dahulu hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.

Komponen gaya berat yang sejajar bidang miring :

wx = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30

Komponen gaya berat yang tegak lurus bidang miring :

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

Gaya normal :

N = wy = 40

Gaya gesek kinetis :

fk = µk N = (0,4)(40) = 16

Resultan gaya yang bekerja pada bidang miring :

F = F – wx – fk = 71 – 30 – 16 = 25 Newton

Percepatan benda

Percepatan benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton :

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s2

Jawaban yang benar adalah E.

Hukum Gerak Newton

216.21 KB

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung