Bank Soal Fisika SMA Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel

Soal

Pilgan

Seorang anak mengendarai sepeda pada lintasan menanjak dengan kemiringan 53°. Jika massa sepeda dan orang 40 kg dan gaya yang dilakukan anak dari mengayuh sepeda sebesar 500 N dan besar koefisien gesekan 0,2, maka besar percepatan anak adalah ... m/s2.

A

2,6

B

2,7

C

2,8

D

2,9

E

3,0

Pembahasan:

Diketahui:

Massa orang dan sepeda mm = 40 kg

Gaya dorong kayuhan sepeda FF = 500 N

Sudut kemiringan θθ = 53°53°

Koefisien gesekan μμ = 0,2

Ditanya:

Percepatan sistem aa = ?

Jawab:

Terdapat tiga jenis gaya yang bekerja pada sistem yaitu gaya berat, gaya normal dan gesek. Gaya dorong adalah gaya yang terjadi akibat adanya dorongan. Gaya normal adalah gaya tegak lurus benda dengan permukaan bidang sentuh. Gaya gesek adalah gaya yang terjadi akibat dua benda saling bergesekan.

Untuk menyelesaikan kasus ini, gunakan hukum II Newton ΣF=ΣmaΣF=Σma. Uraikan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada sumbu-X dan sumbu-Y seperti pada gambar berikut. Anggap arah kanan sebagai sumbu-X positif, sebaliknya arah kiri sebagai sumbu-X negatif. Serta arah atas sebagai sumbu-Y positif dan arah bawah sebagai sumbu-Y negatif.

Karena sepeda bergerak ke arah horizontal, maka ΣFy=0.ΣF_y=0.

ΣFy=ΣmaΣF_y=Σma

Nwcosθ=0N-w cosθ=0

N=wcosθN=w cosθ

=mgcosθ=mgcosθ ... (1)

Substitusikan persamaan (1) ke dalam tinjauan sumbu-X.

ΣFx=ΣmaΣF_x=Σma

Ffgwsinθ=maF-f_g-wsinθ=ma

FμNwsinθ=maF-μN-wsinθ=ma

Fμmg cos 53°mgsin53°=maF-μmg\ \cos\ 53°-mgsin53°=ma

(500)(0,2)(40)(10)(0,8)(40)(10)(0,8)=40a\left(500\right)-\left(0,2\right)\left(40\right)\left(10\right)\left(0,8\right)-\left(40\right)\left(10\right)\left(0,8\right)=40a

50064320=40a500-64-320=40a

116=40a116=40a

a=11640=2,9a=\frac{116}{40}=2,9 m/s2

Jadi, besar percepatan benda adalah 2,9 m/s2.

Video
18 Januari 2022
Dinamika Partikel
Rangkuman

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal