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

Jawab: C

Ada dua gaya yang menarik benda bermassa 2 kg tersebut yaitu gaya F₁ = 8 N dan gaya F₂ = 8 N. Arah gaya F₂ sejajar dengan sumbu x, sementara arah gaya F₁ membentuk sudut 37⁰ terhadap sumbu x.

Sehingga, gaya F₁ perlu diuraikan terhadap sumbu x dan sumbu y seperti berikut.

Percepatan benda yang disebabkan tarikan gaya F₁ dan F₂ dihitung dengahn Hukum II Newton yaitu ƩF = m×a. Gaya bergerak pada arah horizontal sehingga ƩF dihitung dari resultan gaya pada sumbu x.

Ada dua gaya pada sumbu x yang memengaruhi benda yaitu F_x = F₁ · cos 37^o. dan F₂. Dua gaya tersebut (F_x dan F₂) memiliki arah yang berlawanan sehingga tanda kedua gaya berlwanan. Misalkan F₂ bertanda positif maka F_x bertanda negatif. Sehingga, persamaan untuk resultan gaya ƩF = F₂ ‒ F₁ · cos 37^o.

Selanjutnya, percepatan gerak benda bermassa 2 kg (m = 2 kg) karena pengaruh tarikan gaya F₁ dan F₂ dapat dihitung dengan cara berikut.

Menghitung percepatan benda:

ƩF = m × a

F₂ ‒ F₁ · cos 37^o = m × a

8 ‒ 8 · 0,8 = 2 × a

8 ‒ 6,4 = 2a

2a = 1,6

a = ^1,6/₂ = 0,8 m/s²

Arah gerak benda akan mengikuti gaya yang lebih besar. Diketahui bahwa esar gaya F_x = F₁ · cos 37^o = 8 · 0,8 = 6,4 N dan F₂ = 8 N. Besar gaya F₂ lebih besar dari F_x sehingga arah gerak benda akan mengikuti arah gaya F₂ yaitu ke kiri.

Jadi, besar percepatan dan arah yang berkerja pada benda adalah 0,8 m/s² ke kiri.

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

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…

Soal 3

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

Percepatan yang dialami balok adalah …. (sin 37^o = 0,6 dan cos 37^o = 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…