Contoh Soal Dan Jawaban Hukum 1,2,3 Newton Pada Bidang Miring Kasar Tanpa Gaya Luar - Hukum Newton atau juga dikenal dengan aturan gerak. Hukum ini sanggup menjelaskan wacana pergerakan suatu benda yang ditinjau dari gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Gaya merupakan besaran vektor, jadi dalam menjumlahkan gaya-gaya yang bekerja pada benda penting untuk kita melihat arah dari gaya tersebut. Misalkan A menarik sebuah benda ke arah kanan dalam sumbu x dengan gaya sebesar Fa, maka vektor gaya tersebut ialah +Fa. kemuadian B menarik menda ke arah kiri dengan gaya sebesar Fb, maka vektor gaya ialah -Fb. Karena Hukum Newton menjumlahkan gaya secara vektor, maka diperoleh jumlah gaya tersebut adalah ∑F = Fa - Fb. Jadi, penting bagi kita memperhatikan arah gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Disini kita akan mempelajari bagaimana cara memilih koefisien gesek statik dan percepatan benda dikala menuruni bidang miring yang bernafsu tanpa ada gaya luar yang diberikan pada benda tersebut.
Berikut ialah 3 Hukum Newton
Hukum 1 Newton
Jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut, maka benda yang membisu akan tetap membisu dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.
Hukum 2 Newton
Ketika ada gaya yang bekerja pada benda bermassa konstan maka besarnya percepatan yang dialami sebuah benda berbanding lurus dengan besarnya gaya yang diberikan pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda.
Hukum 3 Newton
Besarnya kaya agresi yang diberikan pada sebuah benda maka benda tersebut akan menawarkan gaya reaksi yang sama besar namun arahnya berlawanan
Gaya-gaya yang bekerja pada bidang miring bernafsu dan tanpa gaya luar :
Gaya Berat (W) : merupakan gaya akhir gaya tarik gravitasi pada benda bermassa. besarnya gaya berat ialah sebanding dengan besarnya massa x percepatan gravitasi ditempat tersebut.
W = m.g
Gaya Normal (N) : merupakan gaya yang timbul akhir interaksi benda dengan bidang sentuh. arah gaya ini selalu tegak lurus dengan bidang sentuh.
Gaya Gesek (f) : Gaya yang timbul dikala permukaan bidang sentuk kasar. gaya gesek ada dua, yaitu gaya gesek statik (fs) dikala benda tidak bergerak dan gaya gesek kinetik (fk) dikala benda bergerak.
Trigonometri
Dalam aplikasi Hukum Newton kita juga memerlukan trigonometri untuk memproyeksikan gaya yang bekerja pada sebuah benda ke komponen sumbu x ataupun sumbu y.
Contoh 1 - Soal Dan Jawaban Hukum Newton Pada Bidang Miring Kasar
Sebuah benda bermassa 10 Kg di lepaskan pada bidang miring yang bernafsu dengan sudut 30 derajat, jikalau tidak ada gaya luar yang diberikan pada benda tersebut maka benda tersebut akan tetap diam. Tentukan besar koefisien gesek statis antara benda dan bidang miring tersebut.
Jawab:
Langkah 1 : Gambarkan sistem benda pada bidang miring dan gaya-gaya yang bekerja pada sistem serta tentukan sistem koordinat.
Penjelasan Penting:
Karena tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda dan bidang miring kasar, maka gaya yang bekerja pada benda ialah gaya berat (simbolnya : W), gaya gesek (Simbolnya : f ) dan gaya Normal (N). Gaya berat benda terjadi alasannya ialah gaya tarikan gravitasi bumi. Besarnya gaya berat benda sama dengan besarnya massa benda tersebut (m) dikalikan dengan percepatan gravitasi (g) di kawasan tersebut (W = m.g). Diketahui bahwa bidang miring bernafsu maka akan timbul gaya gesek antara benda dan bidang sentuh. Arah dari gaya gesek berlawanan dengan arah gerak. Benda cenderung ingin jatuh atau berkerak ke bawah bidang miring akhir gaya gravitasi bumi maka arah gaya gesek akan ke arah atas bidang miring. Karena benda tetap membisu maka gaya gesek yang bekerja ialah gaya gesek statis (fs). Gaya normal ialah gaya yang selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Untuk lebih terang perhatikan gambar di bawah ini
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan ditanyakan
Diketahui:
m = 10 Kg
θ = 30 derajat
g = 9,8 m/s^2
Ditanya : Tentukan besar koefisien gesek statis (µs) antara benda dan bidang miring tersebut?
Langkah 3 : Bagi gaya-gaya yang bekerja menjadi komponen x dan y
#Amati Gaya Pada Sumbu y
Gaya yang bekerja pada sumbu +y ialah gaya normal (+N) dan gaya yang bekerja pada sumbu -y ialah hasil proyeksi dari gaya berat (-W Cos θ). Karena benda membisu maka percepatan benda sama dengan nol. Dengan memakai aturan 2 newton maka diperoleh
#Amati Gaya Pada Sumbu x
Gaya yang bekerja pada sumbu +x ialah hasil proyeksi dari gaya berat (+W sin θ) dan gaya yang bekerja pada sumbu -y ialah gaya gesek statis (-fs). Karena benda membisu maka percepatan benda sama dengan nol. Dengan memakai aturan 2 newton maka diperoleh
Jadi, besar koefisien gesek statis antara benda dan bidang miring tersebut ialah 0,58
Artikel Terkait
Contoh 2 - Soal Dan Jawaban Hukum Newton Pada Bidang Miring Kasar
Sebuah benda bermassa 5 kg meluncur secara bebas pada sebuah bidang miring yang bernafsu dan mempunyai sudut 30 derajat. Jika koefisien gesek kinetik benda dan bidang miring ialah 0,2. Tentukan percepatan benda menuruni bidang miring?
Jawab:
Langkah 1 : Menggambar sistem benda pada bidang miring dan gaya-gaya yang bekerja serta tentukan sistem koordinat.
Gaya-gaya yang bekerja pada benda ialah :
- Gaya Berat (W) : akhir gaya tarik gravitasi bumi. Ketika pada bidang miring maka gaya berat akan terbagi menjadi 2 komponen, yaitu komponen arah sumbu x dan y. Gunakan konsep geometri sin dan cos untuk memperolah hasil proyeksi gaya tersebut.
- Gaya Normal (N) : merupakan gaya yang timbul akhir dari interaksi benda dan bidang sentuh, gaya ini selalu tegang lurus dengan bidang sentuh.
- Gaya Gesek Kinetik (fk) merupakan gaya yang timbul dikala permukaan bidang sentuh kasar.
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
Benda meluncur bebas artinya tidak ada gaya luar yang mempengaruhi
m = 5 Kg
θ = 30 derajat
µk = 0,2
Ditanya : Tentukan percepatan benda menuruni bidang miring?
Langkah 3 : Bagi gaya-gaya yang bekerja menjadi komponen x dan y
#Amati Gaya Pada Sumbu y
Gaya yang bekerja pada sumbu +y ialah gaya normal (+N) dan gaya yang bekerja pada sumbu -y ialah hasil proyeksi dari gaya berat (-W Cos θ). Karena benda membisu maka percepatan benda sama dengan nol. Dengan memakai aturan 2 newton maka diperoleh
#Amati Gaya Pada Sumbu x
Gaya yang bekerja pada sumbu +x ialah hasil proyeksi dari gaya berat (+W sin θ) dan gaya yang bekerja pada sumbu -y ialah gaya gesek statis (-fk). Karena benda berkerak ke arah sumbu x maka percepatan arah sumbu x ialah percepatan sistem (a). Dengan memakai aturan 2 newton maka diperoleh
Jadi, percepatan benda menuruni bidang miring ialah 3,27 m/s^2
Untuk soal selanjutnya Klik Next
Trima Kasih telah berkunjung dan selamat belajar.
