Diketahui:

Massa orang dan sepeda $m$ = 40 kg

Gaya dorong kayuhan sepeda $F$ = 500 N

Sudut kemiringan $θ$ = $53°$

Koefisien gesekan $μ$ = 0,2

Ditanya:

Percepatan sistem $a$ = ?

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 $ΣF=Σma$. 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 $ΣF_y=0.$

$ΣF_y=Σma$

$N-w cosθ=0$

$N=w cosθ$

$=mgcosθ$ ... (1)

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

$ΣF_x=Σma$

$F-f_g-wsinθ=ma$

$F-μN-wsinθ=ma$

$F-μmg\ \cos\ 53°-mgsin53°=ma$

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

$500-64-320=40a$

$116=40a$

$a=\frac{116}{40}=2,9$ m/s²

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