Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Bidang Miring Licin - Salah satu aplikasi hukum 2 Newton adalah menentukan percepatan dan gaya minimal suatu benda pada bidang miring yang licin. ketika permukaan bidang miring licin, maka gaya gesek benda dan bidang miring akan sama dengan nol.
 |
| Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Bidang Miring Licin |
Aplikasi Hukum 2 Newton
Hukum 2 Newton Menyatakan bahwa perumaban momentum (dp) suatu benda per satuan waktu sebanding dengan total gaya yang bekerja pada benda tersebut. ketika massa benda tersebut konstan, maka besarnya percepatan yang dialami oleh suatu benda sebanding dengan besarnya gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda.
#Aplikasi Hukum 2 Newton - Menetukan Pecepatan Benda Menuruni Bidang Miring Licin Tanpa Gaya Luar
Contoh 1 - Soal Dan Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Bidang Miring Licin
Sebuah benda bermassa 10 Kg diletakkan secara bebas (tanpa gaya luar) pada sebuah bidang miring yang besar sudutnya 30 derajat. Jika permukaan bidang miring tersebut licin, tentukan percepatan benda menuruni bidang miring tersebut?
Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan sistem dan gaya-gaya yang bekerja pada sistem serta tentukan sistem koordinat yang digunakan
Karena kita menggunakan sistem koordinat yang mengikuti arah gerak benda seperti pada gambar di atas, maka gaya berat (W = mg) akan membentuk sudut sebesar 30 derajat terhadap sumbu y (perhatikan pada gambar di atas). Maka kita perlu membagi komponen gaya berat tersebut ke arah sumbu x (Wx) dan arah sumbu y (Wy). Dengan menggunakan trigonometri, maka diperoleh:
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
Bidang miring licin, maka tidak ada gaya gesek. Benda diletakkan secara bebas (tanpa gaya luar). Artinya benda bergerak turun akibat gaya tarik gravitasi atau akibat gaya berat benda.
m = 10 Kg
θ = 30 derajat
g = 10 m/s^2
Ditanya : tentukan percepatan benda menuruni bidang miring tersebut?
Langkah 3 : Bagi gaya menjadi komponen x dan y
#Amati gaya pada komponen y
Ingat : Gaya merupakan vektor, maka kita harus menjumlahkannya secara vektor. Karena vektor merupakan besaran yang memiliki nilai dan arah maka penting bagi kita memperhatikan arah vektor tersebut. Maka diperoleh vektor gaya normal dan gaya berat pada arah sumbu y adalah:
Karena vektor merupakan besaran yang memiliki nilai dan arah, maka pada vektor gaya normal N merupakan nilai atau besar vektor sedangkan k (k + tanda ‘^’ dibaca k topi) adalah arah vektor satuan. +k menunjukkan arah vektor satuan ke arah sumbu +y dan -k menujukan arah vektor satuan ke arah -y.
#Amati gaya pada komponen x
Gaya yang bekerja pada komponen x adalah gaya hasil proyeksi dari gaya berat ke arah sumbu x (Wx).
Jika, tanpa gaya luar dan gaya gesek maka benda akan mengalami gerak jatuh bebas. Dapat dilihat pada persamaan di atas, yang mempengaruhi percepatan benda hanyalah besarnya percepatan gravitasi di tempat tersebut dan sudut bidang miring. Sehingga besar percepatan benda tersebut adalah
Jadi, percepatan benda tersebut menuruni bidang miring adalah 5 m/s^2
Percobaan Sederhana
Anda dapat melakukan percobaan sederhana pada bidang miring licin, kemudian Anda menentukan sudut bidang miring dan waktu yang ditempuh oleh benda untuk mencapai jarak tertentu.
#Aplikasi Hukum 2 Newton - Menentukan Gaya Minimal Agar Benda Tetap Diam Pada Bidang Miring Licin
Contoh 2 - Soal Dan Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Bidang Miring Licin
Sebuah benda bermassa 10 Kg diletakkan secara bebas (tanpa gaya luar) pada sebuah bidang miring yang besar sudutnya 30 derajat. Jika permukaan bidang miring tersebut licin, tentukan gaya tahan minimal agar benda tersebut tetap diam pada bidang miring?
Jawab :
Langkah 1 : Gambarkan sistem dan gaya-gaya yang bekerja pada sistem tersebut
Dengan menggunakan trigonometri, maka diperoleh:
Perhatikan sistem koordinat yang digunakan arah x positif adalah arah turun dari bidang miring dan arah x negatif adalah arah naik dari bidang miring.
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
Bidang miring licin
a = 0 (percepatan sama dengan nol karena benda diam)
m = 10 kg
θ = 30 derajat
g = 10 m/s^2
Ditanya : Tentukan gaya tahan minimal agar benda tersebut tetap diam pada bidang miring?
Langkah 3 : Bagi gaya menjadi komponen x dan y
#Amati gaya pada komponen y
#Amati gaya pada komponen x
Jadi. Besarnya gaya tahan minimal agar benda bermassa 10 kg tetap diam pada bidang miring licin adalah 50 N
Artikel Terkait
#Aplikasi Hukum 2 Newton - Percepatan Benda Ketika Ditarik ke Atas dengan Gaya F
Contoh 3 - Soal Dan Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Bidang Miring Licin
Sebuah benda bermassa 10 Kg diletakkan secara bebas (tanpa gaya luar) pada sebuah bidang miring yang besar sudutnya 30 derajat. Jika permukaan bidang miring tersebut licin, Tentukan percepatan yang dialami oleh benda tersebut jika ditarik ke atas dengan gaya sebesar 100 N (Perhatikan gambar di bawah ini)
Jawab :
Langkah 1 : Gambarkan sistem dan gaya-gaya yang bekerja pada sistem tersebut
Dengan menggunakan trigonometri, maka diperoleh:
Perhatikan sistem koordinat yang digunakan arah x positif adalah arah naik dari bidang miring dan arah x negatif adalah arah turun dari bidang miring.
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
Bidang miring licin
m = 10 kg
θ = 30 derajat
g = 10 m/s^2
F = 100 N
Ditanya : Tentukan percepatan yang dialami oleh benda tersebut jika ditarik ke atas dengan gaya sebesar 100 N?
Langkah 3 : Bagi gaya menjadi komponen x dan y
#Amati gaya pada komponen y
#Amati gaya pada komponen x
Jadi. Besarnya percepatan yang dialami oleh benda tersebut jika ditarik ke atas pada bidang miring licin dengan gaya sebesar 100 N adalah 5 m/s^2
Untuk soal selanjutnya Klik Next
Trima Kasih telah berkunjung dan selamat belajar.
Advertisement