Bank Soal Fisika SMA Berbagai Jenis Gaya

Diketahui:

Gabar gaya yang bekerja pada balok A, balok B, dan balok C.

Massa balok A $m_{\text{A}}$ = 5 kg

Massa balok B $m_{\text{B}}$ = 5 kg

Massa balok C $m_{\text{C}}$ = 5 kg

Gaya pada balok A, balok B dan Balok C $F=50$ N

Sudut gaya balok A $\theta_{\text{A}}=\ 37^{\circ}$

Sudut gaya balok B $\theta_{\text{B}}=\ 53^{\circ}$

Sudut gaya balok C $\theta_{\text{C}}=\ 60^{\circ}$

Ditanya:

Urutan gaya normal dari yang terkecil ke terbesar?

Dijawab:

Gaya normal merupakan gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh seperti pada gambar berikut.

Karena buku berada dalam keadaan seimbang, maka resultan gaya yang bekerja pada benda adalah sama dengan nol.

$\Sigma F_x=0\ \ \text{dan}\ \ \Sigma F_y=0$

Untuk menentukan besar gaya normal yang bekerja pada benda, mula-mula gaya-gaya yang bekerja pada benda harus diuraikan melalui diagram bebas sebagai berikut.

Perbedaan antara kegiga balok hanya terletak pada sudut kemiringan gaya yang diberikan kepada balok, sehingga persamaan yang digunakan pada ketiga balok adalah sama, yaitu sebagai berikut.

$\Sigma F_y=0$

$N-w-F\sin\theta=0$

$N=w+F\sin\theta$

Dengan $w$ adalah gaya berat dan persamaannya adalah sebagai berikut.

$w=mg$

Sehingga, persamaannya menjadi:

$N=mg+F\sin\theta$

Maka gaya normal pada balok A adalah:

$N_{\text{A}}=m_{\text{A}}g+F\sin\theta$

$N_{\text{A}}=\left(5\right)\left(10\right)+\left(50\right)\sin37^{\circ}$

$N_{\text{A}}=50+\left(50\right)\left(0,6\right)$

$N_{\text{A}}=50+30$

$N_{\text{A}}=80$ N

Gaya normal pada balok B adalah:

$N_{\text{B}}=m_{\text{B}}g+F\sin\theta$

$N_{\text{B}}=\left(5\right)\left(10\right)+\left(50\right)\sin53^{\circ}$

$N_{\text{B}}=50+\left(50\right)\left(0,8\right)$

$N_{\text{B}}=50+40$

$N_{\text{B}}=90$ N

Sedangkan, gaya normal pada balok C adalah:

$N_{\text{C}}=m_{\text{C}}g+F\sin\theta$

$N_{\text{C}}=\left(5\right)\left(10\right)+\left(50\right)\sin60^{\circ}$

$N_{\text{C}}=50+\left(50\right)\left(0,86\right)$

$N_{\text{C}}=50+43$

$N_{\text{C}}=93$ N

Jadi, urutan gaya normal dari yang terkecil ke terbesar adalah ABC.