Bank Soal Fisika SMA Berbagai Jenis Gaya

Soal

Pilgan

Lihat Pembahasan

Berikut merupakan gambar tiga balok yang terletak di atas lantai licin.

Massa masing-masing balok berturut-turut adalah 3m, m, dan 2m. Jika balok 1 didorong ke kiri dengan gaya R, maka perbandingan gaya kontak antara balok 1 dan 2 dengan gaya kontak antara balok 2 dan 3 adalah ....

A

1 : 2

B

2 : 3

C

3 : 2

D

3 : 4

E

4 : 3

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar tiga balok.

Massa balok 1 $m_1=3m$

Massa balok 2 $m_2=m$

Massa balok 3 $m_3=2m$

Gaya dorong $F$ = R

Ditanya:

Perbandingan gaya kontak antara balok 1 dan 2 dengan gaya kontak antara balok 2 dan 3 $F_{12}\ :\ F_{23}=$ ?

Jawab:

Terdapat dua gaya yang bekerja pada sistem yaitu gaya dorong dan gaya kontak. Gaya dorong adalah jenis gaya yang terjadi akibat adanya dorongan. Gaya kontak adalah gaya yang terjadi akibat dua benda saling bersentuhan.

Untuk menyelesaikan kasus ini, gunakan hukum II Newton sebagai berikut.

$\Sigma F=ma$

Mula-mula uraikan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada sistem seperti pada gambar berikut.

Karena sistem bergerak secara horizontal, maka cukup tinjau sumbu-X saja, maka $ΣF_y=0$ . Kemudian cari besar percepatan ketiga balok terlebih dahulu dengan menganggap balok 1, balok 2, dan balok 3 sebagai satu kesatuan $\left(m_{\text{total}}=m_1+m_2+m_3\right)$ .

$F_x=Σma$

$F=\left(m_1+m_2+m_3\right)a$

$a=\frac{F}{\left(m_1+m_2+m_3\right)}$

$a=\frac{R}{\left(3m+m+2m\right)}$

$a=\frac{R}{6m}$

Setelah itu, substitusikan besar percepatan yang sudah diperoleh untuk mencari gaya kontak antara balok 1 dan 2 dengan gaya kontak antara balok 2 dan 3 melalui perbandingan sebagai berikut.

$\frac{F_{12}}{F_{23}}=\frac{\left(m_2+m_3\right)a}{m_3a}$