Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Hukum Newton dan Pembahasannya 6

Soal 1
(a) Sebuah benda dengan massa 10 kg (awalnya diam) bergeser dari P ke R karena gaya tetap F = 80N yang berkerja sepanjang geraknya, jarak PR = 225 m dan licin sedangkan RS kasar dengan koefisien gesekan kinetik 0,2 jika g = 10 m/s2, berapa jarak yang di tempuh selama 12 s diukur dari P?
Jawab:
P ke R lantai licin, benda dipercepat sebesar

aPR = 80 N/10 kg = 8 m/s2

waktu yang dibutuhkan dari P ke R adalah

PR = v0t + ½ at2

225 m = 0 + ½ (8 m/s2)t2

t = 7,5 s

kecepatan benda ketika di R adalah

vR = vP + at

vR = 0 + (8 m/s2)(7,5 s) = 60 m/s

dari R ke S benda mengalami perlambatan sebesar

a = (F – fk)/m

a = [80 N – 0,2(100)]/8 kg = 7,5 m/s2

sisa waktu yang harus ditempuh benda adalah 4,5 s, maka jarak yang ditempuh selama sisa waktu tersebut adalah

d = v0t + ½ at2

d = (60 m/s)(4,5 s) + ½ (7,5 m/s2)(4,5 s)2 = 346 m

maka jarak yang ditempuh benda selama 12 s diukur dari P adalah

= 225 m + 346 m = 571 m

Soal 2
Benda A, B, dan C pada gambar berikut memiliki massa masing masing 10 kg, 15 kg, dan 20 kg. Ketiga benda itu terletak pada bidang datar. Sebuah gaya F sebesar 135 N diberikan pada C. Tentukan percepatan dan tegangan pada tiap kabel penghubung jika: (1) bidang datar licin (2) bidang datar kasar dengan koefisien gesekan kinetis 0,1.

Jawab:
(a) untuk permukaan licin, dengan hukum II Newton kita peroleh percepatan benda A, B dan C masing-masing adalah

a = ∑F/m = (F – T2 + T2 + T1 – T1)/(mA + mB + mC)

a = 135 N/45 kg = 3 m/s2

untuk benda A, hukum II Newton memberikan,

∑FA = mAa

T1 = (10 kg)(3 m/s2) = 30 N

Pada benda B, hukum II Newton memberikan,

∑FB = mBa

T2 – T1 = (15 kg)(3 m/s2)

T2 = 30 N + 45 N = 75 N

(b) untuk permukaan kasar, dengan hukum II Newton kita peroleh percepatan benda A, B dan C masing-masing adalah

a = ∑F/m = (F – T2 + T2 + T1 – T1fAfB - fC)/(mA + mB + mC)

a = ∑F/m = (F – fAfB - fC)/(mA + mB + mC)

dengan fA = µmAg = 0,1(100 N) = 10 N, fB = µmBg = 0,1(150 N) = 15 N dan fC = µmCg = 0,1(200 N) = 20 N,

a = (135 N – 10 N – 15 N – 20 N)/45 kg = 2 m/s2

untuk benda A, hukum II Newton memberikan,

∑FA = mAa

T1fA = (10 kg)(2 m/s2)

T1 = 30 N + 20 N = 50 N

Pada benda B, hukum II Newton memberikan,

∑FB = mBa

T2 – T1fB = (15 kg)(2 m/s2)

T2 = 30 N + 50 N + 15 N = 95 N

Soal 3
Sebuah benda bermassa m ditahan diam pada suatu bidang miring, yang memiliki sudut kemiringan alfa, oleh sebuah gaya horizontal F. Koefisien gesekan statis adalah µs. Buktikan bahwa F maksimum yang diperbolehkan sebelum benda mulai bergerak ke atas bidang dapat dinyatakan oleh

Jawab:
Gaya-gaya yang bekerja pada balok ditunjukkan pada gambar di bawah ini,

Benda mulai akan bergerak, artinya ∑F = 0, maka

Pada sumbu x berlaku:

F cosα – mg sinα – fs = 0            

F cosα – mg sinα = µsN                 (*)

Dan pada sumbu y berlaku:

N – F sinα – mg cosα = 0

N = F sinα + mg cosα                     (**)

Dari (*) dan (**),
       
F cosα – mg sinα = µs(F sinα + mg cosα)

F(cosα – µssinα) = mg(sinα + µscosα)

Fmaks = mg(sinα + µscosα)/(cosα – µssinα)   

Fmaks = mg(1 + µscotα)/(cotα – µs)   

0 Response to "Soal Hukum Newton dan Pembahasannya 6"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel