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
Jawab: C
Dari soal dapat diketahui bahwa massa benda adalah m = 8 kg dan gaya yang menarik benda adalah F = 50 N. Benda berada pada bidang datar dengan koefisien gesek kinetis μk = 0,2 yang dapat mengasilkan gaya gesek (fk). Gaya F menarik benda dengan membentuk sudut α = 37o terhadap bidang datar.
Untuk mengetahui percepatan yang dialami balok perlu untuk mengetahui resultan gaya yang bekerja pada benda. Resultan gaya pada bedan yang ditarik secara horizontal (mendatar) sama dengan jumlah gaya searah atau selisih gaya yang berlawanan arah.
Gambaran gaya-gaya yang bekerja pada benda seperti yang ditunjukkan seperti berikut.
1) Menghitung gaya normal (N):
Gaya yang bekerja pada sumbu f adalah Fx dan fk. Besar nilai gaya Fx = F · cos 37o = 50 · 0,8 = 40 N. Sementara untuk ngaya gesek dihitung dari persamaan fk = μk · N dengan μk = 0,2 dan N (gaya normal) belum diketahui sehingga perlu dihitung terlebih dahulu.
Gaya Normal (N):
N = w ‒ Fy
N = m × g ‒ F sin 37o
N = 8 × 10 ‒ 50 × 0,6
N = 80 ‒ 30 = 50 N
2) Menghitung besar gaya gesek:
Besar gaya gesek:
fk = μk · N
fk = 0,2 × 50 = 10 N
Gaya gesek yang diperoleh digunakan dalam perhitungan resultan gaya yang bekerka pada benda. Arah gerak benda pada sumbu x (arah horizontal) sehingga resultan gaya dipengaruhi oleh Fx dan fk.
Dua gaya yang bekerja pada benda tersebut memiliki arah yang berlawanan sehingga persamaan yang sesuai untuk resultan gaya adalah ƩF = Fx ‒ fk. Di mana besar nilai gaya Fx dan fk sudah dihitung sebelumunya yaitu Fx = 40 N dan fk = 10 N.
3) Menghitung percepatan yang dialami balok:
Dari Hukum II Newton memenuhi persamaan ƩF = m × a. Substitusi persamaan ƩF = Fx ‒ fk dan nilai m = 8 kg pada persamaan ƩF = m × a akan menghasilkan nilai percepatan benda.
Menghitung percepatan yang dialami balok:
ƩF = m × a
Fx ‒ fk = 8 × 50
40 ‒ 10 = 8a
30 = 8a
a = 30 N/8 = 3,75 ms‒2
Jadi, percepatan yang dialami balok adalah 3,75 ms‒2.
Jawaban: C
Soal serupa:
Soal 1
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…
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
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
Lihat pembahasan…