sebuah benda bergerak pada balok kayu massanya 12 kg yang berada di atas bidang miring ( sudut 37°) kasar . jika koefisien gerakan statis antara balok dan bidang 0,5 dan g = m/s² , berapa besar gaya F minimum yang mampu menahan balok tetap dalam keadaan diam .
Besar gaya F minimum yang mampu menahan balok tetap dalam keadaan diam adalah 24 N.
Pembahasan
Benda memiliki kecenderungan untuk bergerak ke bawah dengan percepatan gravitasi. Pada benda, terdapat 2 gaya yang bekerja yang melawan gaya berat atau gaya gravitasi yang bekerja pada benda, yakni gaya gesek dan gaya penahan benda (F). Dalam perhitungan kita buat aturan bahwa gaya yang bekerja berlawanan dengan arah gerak benda akan kita tuliskan bernilai negatif.
Dalam soal dikatakan bahwa balok kayu ditahan pada bidang miring dengan sudut kemiringan 37°. Artinya, dalam fenomena ini, pada sudut elevasi 37°, terdapat 3 gaya yang bekerja pada benda yakni yakni gaya berat ke arah bawah dan gaya tahan serta gaya gesek statik ke arah atas, dan resultan ketiga gaya ini menghasilkan percepatan 0 karena benda tetap diam. Secara matematis dituliskan,
ΣF = m. a
F – W. sin θ + N. μs = 0
F – m. g. sin θ + m. g. cos θ. μs = 0
Yang ditanyakan adalah nilai gaya untuk menahan balok, sehingga rumusnya menjadi
F = m. g. sin θ – m. g. cos θ. μs
F = m. g (sin θ – cos θ. μs)
di mana
F : gaya (N)
W : gaya berat (N)
N : gaya normal (N)
m : massa (kg)
a : percepatan benda (m/s²)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
μs : koefisien gesek statik
θ : sudut elevasi bidang (°)
Masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus,
F = m. g (sin θ – cos θ. μs)
F = 12 kg. 10 m/s² (sin 37° – cos 37°. 0,5)
F = 120 N (0,6 – 0,8. 0,5)
F = 120 N (0,6 – 0,4)
F = 120 N. 0,2
F = 24 N
Pembahasan lebih lanjut
Apabila ditanyakan gaya yang diperlukan untuk membuat benda bergerak ke atas dengan kecepatan tetap, maka pembahasannya adalah sebagai berikut.
Terdapat 3 gaya yang bekerja pada benda yakni yakni gaya berat dan gaya gesek kinetik ke arah bawah, dan gaya dorong ke arah atas, dan resultan ketiga gaya ini menghasilkan percepatan 0 karena benda bergerak dengan kecepatan konstan. Secara matematis dituliskan,
ΣF = m. a
F – W. sin θ – N. μk = 0
F – m. g. sin θ – m. g. cos θ. μk = 0
Yang ditanyakan adalah nilai gaya untuk menahan balok, sehingga rumusnya menjadi
F = m. g. sin θ + m. g. cos θ. μk
F = m. g (sin θ + cos θ. μk)
di mana
F : gaya (N)
W : gaya berat (N)
N : gaya normal (N)
m : massa (kg)
a : percepatan benda (m/s²)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
μk : koefisien gesek kinetik
θ : sudut elevasi bidang (°)
Kita asumsikan 0,5 sebagai nilai koefisien gesek kinetik. Masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus,
F = m. g (sin θ + cos θ. μk)
F = 12 kg. 10 m/s² (sin 37° + cos 37°. 0,5)
F = 120 N (0,6 + 0,8. 0,5)
F = 120 N (0,6 + 0,4)
F = 120 N. 1
F = 120 N
Pelajari lebih lanjut
1. Materi tentang gaya normal dalam lift brainly.co.id/tugas/17131535
2. Materi tentang tegangan tali brainly.co.id/tugas/16928686
3. Materi tentang resultan gaya brainly.co.id/tugas/17132128
————————————————————————————-
Detil Jawaban
Kelas : 8
Mapel : Fisika
Bab : Bab 1 – Gerak
Kode : 8.6.1
Kata Kunci : gaya, gravitasi, gaya normal, gaya gesek
Diketahui:
m=12kg
sudut=37°
u=0,5
g=10m/s²
ditanya:
F?
jawab
F=0
F-fges=0
F=fges
F=u×N
F=0,5×10×12
F=60N
semoga membantu:)
# sharing is caring #