Soal Gerak Benda pada permukaan licin di bidang miring

1. Pada bidang miring, gaya normal . . .
a. sama dengan berat benda
b. lebih besar dari berat benda
c. lebih kecil dari berat benda
d. bisa lebih kecil atau lebih besar dari berat benda 

e. bisa lebih kecil, sama, atau lebih besar dari berat benda 

Pembahasan :

Gaya normal adalah gaya reaksi yang timbul ketika suatu benda diletakkan secara tegak lurus di atas sebuah permukaan bidang.

Pada bidang miring 0° < θ < 90° menghasilkan 1 > cos θ > 0

Jika benda berada di bidang miring, ada sudut yang mempengaruhinya, sehingga besar gaya normalnya sama dengan perkalian berat benda dengan sin θ. 

Maka bisa dikatakan gaya normal lebih kecil dari berat bendanya.

2. Tentukan persamaan gerak benda berikut.

Saat benda di dorong pada bidang miring, maka gaya bisa ditinjau dari sumbu-y

Σ F_y = 0

N - w cos θ = 0 

 

Tinjau sumbu-x

Σ F_x = m.a

F - w sin θ = m.a

3. Sebuah kubus dengan massa 2 kg dilepaskan dari puncak atass bidang miring seperti pada gambar.

Jika g = 10 m/s² dan tan 37° = 3/4, tentukan percepatan kubus meluncur?

Pembahasan :

Massa, m = 2 kg

Percepatan, a = ?

Jika tan 37° = 3/4, maka

sin 37° = 3/5

cos 37° = 4/5

Dengan persamaan Hukum II Newton

ΣF = m.a

w sin 37° = m.a

2.10.(3/5) = 2.a

a = 12/2

a = 6 m/s²

4. Sebuah balok dengan massa 4 kg dilepaskan dari puncak atas bidang miring dengan sudut kemiringan 53° sehingga balok bergerak meluncur ke bawah dengan percepatan konstan. Jika g = 10 m/s² tentukan besar gaya yang menyebabkan balok meluncur! (sin 53° = 4/5 dan cos 53° = 3/5)

Pembahasan :

Massa, m = 4 kg

sin 53° = 4/5

sin 53° = 3/5

Gaya, F = ?

Maka, besar gaya

F = m.g sin 53°

F = 4.10 (4/5)

F = 32 N

5. Richard melepaskan balok bermassa 30 kg pada sebuah bidang miring seperti pada gambar berikut. Jika bidang miring tersebut licin, maka besar gaya yang menyebabkan benda bergerak ke bawah adalah . . . N (g = 9,8 m/s²)

Pembahasan : 

Massa, m = 30 kg

Sisi miring = x

x = √5² + 12²

x = √169

x = 13

 

Besar gaya yang menyebabkan benda bergerak ke bawah

F = w sin θ

F = (30)(9,8) (5/13)

F = 113 N

Share :