Kotak bermassa 20 kg berada diatas bidang miring yang membentuk 300 terhadap horizontal. Koefisien gesek kinetis antara kotak dan bidang adalah 0,30. Percepatan yang dialami benda sewaktu bergeser ke bawah adalah…. ( g = 9,8 m/s2 )

By | 14 November 2022

Jawaban yang benar adalah 2,35 m/s².

Dalam hukum I Newton berlaku :
∑F = 0 untuk benda diam atau benda bergerak lurus beraturan.

Dalam Hukum II Newton berlaku :
∑F = m.a
dengan :
∑F = resultan gaya (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan (m/s²)

Rumus gaya berat dan gaya gesek
w = m.g
dengan :
w = gaya berat (N)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
fk = μk. N
dengan :
fk = gaya gesek kinetis (N)
μk = koefisien gesek kinetis
N = gaya normal (N)

Diketahui :
massa = 20 kg
μk = 0,3
𝜃 = 30°
g = 9,8 m/s²

Ditanya : a

Pembahasan :
Diagram gaya bebas ditunjukkan pada gambar.
Ada 3 gaya yang bekerja pada benda :
gaya berat mg, gaya normal. N dan gaya gesekan fk. Ambil sumbu X sejajar bidang dan sumbu Y tegak lurus bidang. Komponen berat mg pada sumbu X adalah mg. sin 𝜃 dan pada sumbu Y adalah mg. cos 𝜃.

Karena benda tidak bergerak pada sumbu Y, maka :
∑Fy = 0
Tetapkan arah ke atas (+) dan arah ke bawah (-)
+N – mg. cos 𝜃 = 0
N = m.9,8. cos 30°
N = 20.9,8. ½√3
N = 169,74 N

Gaya gesek kinetis dapat ditentukan dengan :
fk = μk. N
fk = 0,3.169,74 N
fk = 50,922 N

Benda meluncur menuruni bidang miring, karena benda bergerak maka berlaku :
∑Fx = m.a
Gaya yang searah perpindahan (+) dan berlawanan arah (-)
+mg. sin 𝜃 – fk = m.a
20.9,8.sin 30° – 50,922 = 20.a
98 – 50,922 = 20.a
47,078 = 20.a
a = 47,078/20
a = 2,35 m/s²

Jadi, besar percepatan yang dialami benda adalah 2,35 m/s².

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *