Suatu balok berada pada bidang miring dengan kemiringan 37°. Jika massa balok 4 kg dan koefisien gesek statis dan kinetik balok terhadap bidang miring adalah 0,

A. Percepatan balok adalah 5,2 m/s².

B. Kecepatan balok setelah 2 detik adalah 10,4 m/s.

C. Jarak yang ditempuh balok dalam 2 detik adalah 10,4 m

Pembahasan

BIDANG MIRING KASAR

Pada saat benda berada di bidang miring, arah gaya berat tetap menuju ke pusat bumi, sementara benda akan bergerak di sepanjang lintasan sumbu x bidang miringnya.

Maka gaya berat bisa diuraikan menjadi dua.

Gaya berat terhadap sumbu x

wx = w sin α

Gaya berat terhadap sumbu y

wy = w cos α

Gesekan

Ada dua jenis gaya gesekan, yaitu

1. Gesekan statis

Gesekan pada saat benda masih diam atau baru mau mulai bergerak.

fs = μs × N

Dimana

N = gaya normal (N)

μs = koefisien gaya statis.

fs = gaya gesekan statis (N)

2. Gesekan kinetis

Gesekan pada saat benda bergerak.

fk = μk × N

Dimana

fk = gaya gesekan kinetis (N)

μk = koefisien gaya kinetis

Besar koefisien gesekan statis selalu lebih besar dari koefisien gesekan kinetis (μs > μk).

Rumus GLBB

Pada setiap benda yang bergerak pada lintasan yang berupa garis lurus dan kecepatannya berubah terhadap waktu, selalu berlaku hukum gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

vt = v₀ + at

vt² = v₀² + 2 aS

S = v₀ t + [tex]\frac{1}{2}[/tex] at²

Dimana

v₀ = kecepatan awal benda (m/s)

vt = kecepatan akhir benda (m/s)

a = perlambatan atau percepatan (m/s²)

t = selang waktu (s)

S = jarak tempuh (m)

Di sumbu x

Di sumbu x, benda akan bergerak berdasarkan GLBB dipercepat. Sesuai Hukum II Newton, " Percepatan benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda dan berbandibg terbalik dengan massa benda".

a = [tex]\frac{\Sigma \: F}{m}[/tex]

atau

ΣF = m a

Di sumbu y

Di sumbu y, benda akan diam karena tidak bergerak naik turun, sesuai dengan Hukum I Newton, "Bila resultan gayabyang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan terus diam, sedangkan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap".

ΣF = 0

Diketahui:

α = 37°

m = 4 kg

μs = 0,3

μk = 0,1

v₀ = 0

Ditanyakan:

A. a ?

B. vt setelah t = 2 s ?

C. S setelah t = 2 s ?

Penjelasan:

A. Perhatikan lampiran.

w = m × g

w = 4 × 10

w = 40 N

Cari wx dan wy dahulu.

wx = w sin α

wx = 40 × sin 37°

wx = 40 × 0,6

wx = 24 N

wy = w cos α

wy = 40 × cos 37°

wy = 40 × 0,8

wy = 32 N

Di sumbu y

Σ F = 0

N - wy = 0

N = wy

N = 32 N

fs = μs × N = 0,3 × 32 = 9,6 N

fk = μk × N = 0,1 × 32 = 3,2 N

Karena wx > fs, maka benda bergerak.

ΣFx = ma

wx - fk = m a

24 - 3,2 = 4 × a

20,8 = 4a

a = 20,8 ÷ 4

a = 5,2 m/s²

Jadi percepatan benda 5,2 m/s².

B. Cari kecepatan setelah 2 detik

vt = v₀ + at

vt = 0 + (5,2 × 2)

vt = 10,4 m/s

Jadi kecepatan setelah 2 detik adalah 10,4 m/s.

C. Cari jarak

S = v₀t + [tex]\frac{1}{2}[/tex] at²

S = 0 × 2 + ([tex]\frac{1}{2}[/tex] × 5,2 × 2²)

S = 0 + 10,4

S = 10,4 m

Jadi jarak yang ditempuh setelah 2 detik adalah 10,4 m.

Pelajari lebih lanjut

Balok Pada Bidang Miring Licin https://brainly.co.id/tugas/1585356

Balok Pada Bidang Miring Kasar https://brainly.co.id/tugas/14088945

Balok Pada Bidang Miring https://brainly.co.id/tugas/21246066

Detail Jawaban

Kelas : X

Mapel : Fisika

Bab : Hukum Newton (Gerak)

Kode : 10.6.6.