Rumus Gaya tarik Gaya gesek Percepatan

Contoh soal dan Rumus Gaya tarik Gaya gesek Percepatan

1. Sebuah lemari besi dengan berat 300 N (awalnya dalam keadaan diam) ditarik oleh sebuah gaya dengan arah membentuk sudut θ di atas garis mendatar (cos θ = 3/5). Apabila koefisien gesek statis dan kinetik antara lemari besi dan lantai berturut-turut adalah 0,5 dan 0,4, gaya gesek kinetik yang bekerja pada lemari besi adalah 72 N, dan besar percepatan gravitasi g = 10 m/s2, maka percepatan lemari besi dan gaya yang menarik lemari besi berturut-turut adalah…

A. 18/30 m/s2 dan 90 NPembahasan soal SBMPTN fisika tahun 2017 - 1

B. 18/30 m/s2 dan 150 N

C. 18/30 m/s2 dan 210 N

D. 0 m/s2 dan 150 N

E. 0 m/s2 dan 90 N

Pembahasan

cos θ = bawah/miring = 3/5

Hitung massa lemari besi:

w = m g

m = w / g = 300 / 10 = 30 kg

Hitung besar gaya normal (N) menggunakan rumus gaya gesek kinetik:

Fk = µk N

72 = (0,4) N

N = 72 / 0,4

N = 180 Newton

Tinjau gaya pada arah vertikal. Benda tidak bergerak pada arah vertikal sehingga resultan gaya pada arah vertikal bernilai nol. Hitung gaya Fy menggunakan rumus ini.

BACA JUGA  Usaha dan energi

ΣFy = 0

w – N – Fy = 0

300 – 180 = Fy

Fy = 120 Newton

Hitung gaya yang menarik lemari besi F menggunakan rumus berikut:

Sin θ = depan / miring = Fy / F

4 / 5 = 120 / F

F = 150 Newton

Hitung gaya Fx menggunakan rumus berikut:

Cos θ = bawah / miring = Fx / F

3 / 5 = Fx / 150

Fx = 90 Newton

Hitung percepatan lemari besi:

ΣFx = m a

Fx – Fk = m a

90 – 72 = 30 a

18 = 30 a

a = 18/30 m/s2

Jawaban yang benar adalah B.

2. Sebuah balok dengan berat 100 N diam pada sebuah bidang datar. Kemudian, dari waktu t = 0 s sampai t = 5 s balok didorong dengan gaya konstan 50 N sejajar bidang datar. Koefisien gesek kinetik dan statik antara balok dan bidang datar berturut-turut adalah 0,2 dan 0,3. Dalam selang waktu antara t = 5 s sampai t = 10 s balok…

A. selalu diamPembahasan soal SBMPTN fisika tahun 2015 2

B. diam sesaat

C. bergerak

D. bergerak kemudian diam

E. diam kemudian bergerak

Pembahasan

Diketahui:

Selang waktu (t) = 5-0 = 5 sekon

Gaya dorong (F) = 50 N

BACA JUGA  Contoh soal menentukan ketinggian maksimum gerak parabola

Berat balok (w) = 100 N

Gaya normal (N) = w = 100 N

Koefisien gesek kinetik (μk) = 0,2

Koefisien gesek statik (μs) = 0,3

Gaya gesek statik (fs) = μs N = (0,3)(100) = 30 N

Gaya gesek kinetik (fk) = μk N = (0,2)(100) = 20 N

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Berat balok (w) = 100 Newton

Massa balok (m) = 100/10 = 10 kg

Ditanya: Dalam selang waktu antara t = 5 sekon dan t = 10 sekon, balok diam atau bergerak

Jawab:

Antara selang waktu 0-5 sekon

Rumus GLBB:

Kecepatan awal (vo) = 0

Kecepatan akhir (vt) = vt

Selang waktu (t) = 5 sekon

vt = vo + a t

vt – vo = a t

(vt – vo) / t = a

Rumus hukum II Newton dan rumus GLBB:

ΣF = m a

F – fk = m (vt – vo) / t

50 – 20 = (10)(vt-0) / 5

30 = (10)(vt) / 5

150 = (10)(vt)

vt = 150/10

vt = 15 m/s

Antara selang waktu 5-10 sekon

Kecepatan awal (vo) = 15 m/s

Kecepatan akhir (vt) = vt

Selang waktu (t) = 10-5 = 5 sekon

Gaya gesek kinetis (fk) = 20 N

Rumus hukum II Newton dan rumus GLBB:

ΣF = m a

fk = m (vt – vo) / t

20 = 10 (vt – 15) / 5

100 = 10 (vt – 15)

BACA JUGA  Pengertian termometer

100 = 10 vt – 150

100 + 150 = 10 vt

50 = 10 vt

vt = 50/10

vt = 5 m/s

Dalam selang waktu antara t = 5 s sampai t = 10 s balok bergerak. Jawaban yang benar adalah C.

3. Sebuah kotak diletakkan pada bak mobil terbuka yang sedang mulai bergerak dengan percepatan 6 m/s2. Massa kotak adalah 40 kg. Jika koefisien gesekan statik dan kinetik antara lantai bak terbuka dan kotak berturut-turut adalah 0,8 dan 0,5, maka gaya gesekan yang diberikan lantai bak terbuka pada kotak adalah sebesar…

A. 120 N

B. 160 N

C. 200 N

D. 240 N

E. 320 N

Pembahasan

Diketahui:

Percepatan (a) = 6 m/s2

Massa kotak (m) = 40 kg

Koefisien gesek statis dan kinetis (μs dan μk) = 0,8 dan 0,5

Ditanya: gaya gesekan yang diberikan lantai bak terbuka pada kotak

Jawab:

Gaya pada kotak:

F = m a = (40 kg)(6 m/s2) = 240 N

Kotak diam sehingga gaya pada kotak = gaya gesek statis

Jawaban yang benar adalah D.

Sumber soal:

Soal SBMPTN Fisika

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan komentar

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.