Soal kali ini akan membahas benda yang berada pada suatu bidang miring, dalam soal adalah sebuah balok dengan massa tertentu.
Kemudian yang ditanyakan berapa gaya minimal untuk menahannya..
Soal :
1. Sebuah balok bermassa 6 kg berada pada sebuah bidang miring yang memiliki sudut 37⁰ dengan horisontal. Jika koefisien gesekan kinetik benda dengan bidang 0,3, berapakah gaya yang diperlukan untuk menahan balok itu agar tidak bergerak?
Soal diatas bisa dibuat dalam bentuk gambar sehingga lebih mudah dimengerti.
Untuk benda yang berada pada miring, penguraian gaya-gayanya adalah seperti gambar dibawah.
Keterangan :
Rumus yang digunakan
Karena gaya (F) yang bekerja searah dengan arah gerak benda, maka gaya-gaya lain yang digunakan juga harus gaya yang searah dengan gerak benda.
N digunakan kapan?
N atau gaya normal digunakan hanya untuk menghitung besar gaya gesekan benda.
Rumus yang digunakan adalah :
F + fg = W sinϴ
Mengapa rumusnya bisa begitu?
Ingat bahwa :
Mencari gaya (F)
Rumus sudah diketahui dan sekarang kita bisa mencari berapa besar gaya (F) yang menahan pergerakan balok.
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ
Diketahui :
Kemudian yang ditanyakan berapa gaya minimal untuk menahannya..
Soal :
1. Sebuah balok bermassa 6 kg berada pada sebuah bidang miring yang memiliki sudut 37⁰ dengan horisontal. Jika koefisien gesekan kinetik benda dengan bidang 0,3, berapakah gaya yang diperlukan untuk menahan balok itu agar tidak bergerak?
Soal diatas bisa dibuat dalam bentuk gambar sehingga lebih mudah dimengerti.
Untuk benda yang berada pada miring, penguraian gaya-gayanya adalah seperti gambar dibawah.
Keterangan :
- W = berat benda → selalu mengarah tegak lurus dengan tanah
- N = gaya normal → selalu tegak lurus dengan bidang gerak
- fg = gaya gesek → selalu berlawanan dengan arah gerak benda
Dalam gambar diatas, benda akan bergerak ke bawah maka arah gaya gesek adalah keatas, melawan arah gerak benda.
Kemudian berat benda (W) bisa diurai lagi sesuai dengan arahnya.
- Berat benda yang tegak lurus dengan bidang gerak → W cosϴ
- Berat benda yang searah dengan gerak benda → W sinϴ
Rumus yang digunakan
Karena gaya (F) yang bekerja searah dengan arah gerak benda, maka gaya-gaya lain yang digunakan juga harus gaya yang searah dengan gerak benda.
N digunakan kapan?
N atau gaya normal digunakan hanya untuk menghitung besar gaya gesekan benda.
Rumus yang digunakan adalah :
F + fg = W sinϴ
Mengapa rumusnya bisa begitu?
- Arah dari F dan fg searah, sama-sama keatas, jadi yang arahnya sama dijumlahkan
- W sinϴ mengarah kebawah dan gaya yang arahnya turun hanya ada satu.
- Gaya yang arahnya naik jumlahnya harus sama dengan gaya yang arahnya turun.
Dari sanalah rumusnya bisa diperoleh..
Ingat bahwa :
- fg = μk. N = μk. W cosϴ = μk. mg.cosϴ
- W = mg
Sehingga rumusnya menjadi :
F + fg = mg sinϴ
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ ....①
Mencari gaya (F)
Rumus sudah diketahui dan sekarang kita bisa mencari berapa besar gaya (F) yang menahan pergerakan balok.
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ
Diketahui :
- μk = koefisien gesekan kinetis = 0,3
- m = massa benda = 6 kg
- sin ϴ = sin 37 = 0,6
- cos ϴ = cos 37 = 0,8
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ
F + (0,3 x 6 x 10 x 0,8) = (6 x 10 x 0,6)
F + 14,4 = 36
F + 14,4 = 36
- Untuk mendapatkan F, pindahkan 14,4 ke ruas kanan sehingga menjadi -14.4
F = 36 - 14,4
F = 21,6 N
Jadi gaya yang diperlukan untuk menahan balok tersebut agar tidak bergerak adalah 21,6 N.
Soal :
2. Sebuah balok bermassa 8 kg berada pada sebuah bidang miring yang memiliki sudut 53⁰ dengan horisontal. Jika koefisien gesekan kinetik benda dengan bidang 0,2, berapakah gaya penahan yang diperlukan agar balok tidak bergerak?
Gambar dan rumus yang digunakan sama dengan soal pertama ya. Hanya sekarang sudutnya berubah, menjadi 53⁰.
Rumus yang digunakan
Rumus yang digunakan adalah :
F + fg = W sinϴ
Sekali lagi, mengapa rumusnya bisa begitu?
Mencari gaya (F)
Langsung gunakan rumus ① untuk mendapatkan besar gaya tahannya.
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ
Diketahui :
2. Sebuah balok bermassa 8 kg berada pada sebuah bidang miring yang memiliki sudut 53⁰ dengan horisontal. Jika koefisien gesekan kinetik benda dengan bidang 0,2, berapakah gaya penahan yang diperlukan agar balok tidak bergerak?
Gambar dan rumus yang digunakan sama dengan soal pertama ya. Hanya sekarang sudutnya berubah, menjadi 53⁰.
Rumus yang digunakan
Rumus yang digunakan adalah :
F + fg = W sinϴ
Sekali lagi, mengapa rumusnya bisa begitu?
- Jumlah gaya yang arahnya naik harus sama dengan jumlah gaya yang arahnya turun.
Kemudian :
- fg = μk. N = μk. W cosϴ = μk. mg.cosϴ
- N = W cosϴ
- W = mg
Jadi :
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ ....①
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ ....①
Mencari gaya (F)
Langsung gunakan rumus ① untuk mendapatkan besar gaya tahannya.
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ
Diketahui :
- μk = koefisien gesekan kinetis = 0,2
- m = massa benda = 8 kg
- sin ϴ = sin 53 = 0,8
- cos ϴ = cos 53 = 0,6
Perhatikan!!Sekarang sudut yang dipakai adalah 53 dan nilai sin cos-nya berkebalikan dengan nilai dari sudut 37.
Jangan bingung ya..
F + μk. mg.cosϴ = mg sinϴ
F + (0,2 x 8 x 10 x 0,6) = (8 x 10 x 0,8)
F + 9,6 = 64
F + 9,6 = 64
- Pindahkan 9,6 ke ruas kanan sehingga menjadi -9,6 untuk mendapatkan nilai F
F = 64 - 9,6
F = 54,4 N
Jadi gaya yang diperlukan untuk menahan balok tersebut agar tidak bergerak adalah 54,4 N.
Baca juga :
Post a Comment for "Balok Berada Pada Bidang Miring, Berapa Gaya Untuk Menahannya Sehingga Tidak Bergerak Jika Ada Gesekan?"