Dua buah balok m1 = 4 kg dan m2 = 2 kg terletak pada bidang datar seperti gambar.

Balok m1 diberi gaya mendatar F = 60 N. Jika koefisien gesekan kinetis antara kedua balok dan lantai 0,2 maka besar gaya kontak antara m1 dan m2 adalah ….

(A) 10 N

(B) 20 N

(C) 30 N

(D) 40 N

(E) 50 N

Jawab: C

Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh beberapa nilai seperti berikut.

  • Massa balok satu: m1 = 4 kg
  • Massa balok dua: m2 = 2 kg
  • Gaya yang bekerja pada balok satu: F = 60 N
  • Koefisien gesekan kinetis antara kedua balok dan lantai: μk = 0,2

Gaya F yang bekerja pada balok dengan massa m1 dan m2 akan membuat kedua balok bergerak bersama dengan kecepatan yang sama.

Tinjau m1 dan m2:

Benda tidak bergerak (diam) pada sumbu y, sehingga memenuhi persamaan ƩFy = 0. Sementara pada sumbu x, bidang bergerak sehingga memenuhi persamaan Hukum II Newton ƩFx = m×a.

Resultan gaya pada sumbu y = 0:

ƩFy = N − W = 0

N = W = (m1 + m2) × g

N = (4 + 2) × 10 = 6 × 10 = 60 N

Menghitung besar gaya gesek:

fk = μk × N

fk = 0,2 × 60 = 12 N

Resultan gaya pada sumbu x:

ƩFx = m × a

F − fk = (m1 + m2) × a

60 − 12 = (4 + 2) × a

48 = 6a

a = 48/6 = 8 m/s2

Dari perhitungan dapat diketahui bahwa kedua benda bergerak dengan percepatan a = 8 m/s2. Selanjutnya tinjau benda dua untuk mengetahui gaya kontak dari dua buah balok m1 = 4 kg dan m2 = 2 kg seperti pada gambar.

Tinjau benda m2:

Tinjau benda m2

Pada balok dengan massa m2 terdapat gaya dorong F12 dari m1 dan gaya gesek fk2 = 0,2 N. Besar gaya kontak kedua benda sama dengan besar F12.

Resultan gaya pada sumbu y = 0:

ƩFy = N2 − W2 = 0

N2 = W2 = m2 × g

N2 = 2×10 = 20 N

Menghitung besar gaya gesek pada balok dua:

fk2 = μk × N2

fk2 = 0,2×20 = 4 N

Resultan gaya pada sumbu x:

ƩFy = F12 − fk2 = m2 × a

F12 − 4 = 2×8

F12 = 16 + 4 = 20 N

Jadi, gaya kontak dari dua buah balok m1 = 4 kg dan m2 = 2 kg tersebut adalah F12 = 20 N.

Soal serupa

Soal 1

Sebuah balok ditarik bermassa 8 kg di atas bidang datar yang kasar (μk = 0,2) dengan gaya 50 N seperti pada gambar di bawah ini!

Percepatan yang dialami balok adalah …. (sin 37o = 0,6 dan cos 37o = 0,8)
A. 1,85 ms‒2

B. 3,00 ms‒2

C. 3,75 ms‒2

D. 5,25 ms‒2

E. 7,50 ms‒2

Lihat pembahasan…

Soal 2

Sebuah balok bermassa 2 kg yang terletak pada bidang datar licin ditarik dengan gaya F1 dan F2 seperti gambar berikut.

Besar percepatan dan arah yang berkerja pada benda adalah …. (sin 370 = 0,6 dan cos 370 = 0,8)
A. 1,25 m/s2 ke kiri
B. 1,25 m/s2 ke kanan
C. 0,8 m/s2 ke kiri
D. 0,8 m/s2 ke kanan
E. 0,5 m/s2 ke kiri

Lihat pembahasan…

Soal 3

Sebuah balok bermassa 3 kg diberi gaya F dan bergerak dengan percepatan 2 m/s2 seperti gambar berikut.

Balok tersebut kemudian ditumpuk dengan balok lain bermassa 2 kg. Percepatan sistem balok dengan F yang sama menjadi ….

A. 1,0 m/s2

B. 1,2 m/s2

C. 1,5 m/s2

D. 2,0 m/s2

Lihat pembahasan…

Exit mobile version