Bank Soal Fisika SMA Berbagai Jenis Gaya

Soal

Pilgan

Pembahasan

Perhatikan gambar berikut.

Suatu jasa pengiriman barang ingin memasukkan sebuah kotak bermassa 4 kg ke dalam truk pengiriman. Box tersebut ditarik dengan menggunakan gaya sebesar 24 N pada bidang miring yang terbuat dari papan kayu yang dimiringkan dengan sudut $3 7^{\circ}$ terhadap aspal. Jika kotak bergerak dengan kecepatan tetap dan gaya gesek antara kotak dengan papan kayu diabaikan, maka besar komponen gaya berat yang tegak lurus dengan bidang miring adalah sebesar ... N. ( $g$ = 10 m/s²)

Catatan:

A

B

C

D

E

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar kotak di bidang miring.

Massa kotak $m$ = 4 kg

Gaya tarik $F$ = 24 N

Sudut kemiringan papan $\theta=37^{\circ}$

Percepatan gravitasi $g$ = 10 m/s2

Kotak bergerak dengan kecepatan tetap

Ditanya:

Komponen gaya berat yang tegak lurus dengan bidang miring $w_y=$ ?

Dijawab:

Gaya berat merupakan gaya akibat percepatan gravitasi yang dirumuskan sebagai berikut.

$w=mg$

Gaya berat merupakan vektor, sehingga memiliki komponen pada sumbu-X ( $w_x$ ) dan pada sumbu-Y ( $w_y$ ). Jika papan bidang miring dianggap sebagai sumbu-X dan garis tegak lurus dengan papan bidang miring sebagai sumbu-Y, maka diagram gaya-gaya yang bekerja pada kotak adalah sebagai berikut.

Karena kotak bergerak dengan kecepatan tetap, maka sesuai dengan hukum I Newton, resultan gaya yang bekerja pada kotak adalah sama dengan nol. Secara matematis dituliskan sebagai berikut.

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