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.

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

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)

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

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

Tinggalkan Balasan