Latihan Fisika Kelas X Analisis Kuantitatif Masalah Dinamika Partikel
# 7
Pilgan

Perhatikan gambar berikut.

Suatu kotak berada di atas bidang miring yang memiliki sudut kemiringan sebesar 5353^{\circ} seperti pada gambar. Kotak tersebut memiliki gaya berat sebesar 20 N dan percepatan gravitasi sebesar gg = 10 m/s2. Jika kotak tersebut tepat akan meluncur ke bawah, maka besar koefisien gesek statis antara kotak dengan bidang miring adalah ....

Catatan:

A

0,60

B

0,75

C

0,80

D

1,25

E

1,33

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar kotak di atas bidang miring.

Sudut kemiringan bidang miring θ=53\theta=53^{\circ}

Gaya berat kotak ww = 20 N

Percepatan gravitasi gg = 10 m/s2

Kotak tepat akan bergerak \rightarrow berlaku gaya gesek statis

Ditanya:

Koefisien gesek statis μs=\mu_s=?

Dijawab:

Mula-mula meninjau gaya-gaya yang bekerja pada kotak melalui diagram bebas seperti berikut.

Karena kotak masih tepat akan bergerak meluncur ke bawah, maka berlaku hukum I Newton, yaitu:

ΣFx=0  dan  ΣFy=0\Sigma F_x=0\ \ \text{dan}\ \ \Sigma F_y=0

Untuk menentukan koefisien gesek, maka harus mengetahui besar gaya gesek yang bekerja pada benda. Naun sebelum itu, harus menghitung besar gaya normalnya. Berdasarkan gabar, gaya normal terletak pada sumbu-Y, sehingga besarnya dapat dihitung sebagai berikut.

ΣFy=0\Sigma F_y=0

Nwcos53=0N-w\cos53^{\circ}=0

N=wcos53N=w\cos53^{\circ}

N=(20)(0.6)N=\left(20\right)\left(0.6\right)

N=12N=12 N

Selanjutnya menentukan koefisien gesek melalui persamaan berikut.

ΣFx=0\Sigma F_x=0

fgwsin53=0f_g-w\sin53^{\circ}=0

fg=wsin53f_g=w\sin53^{\circ}

μsN=wsin53\mu_sN=w\sin53^{\circ}

μs=wsin53N\mu_s=\frac{w\sin53^{\circ}}{N}

μs=(20)(0,8)12\mu_s=\frac{\left(20\right)\left(0,8\right)}{12}

μs=1612\mu_s=\frac{16}{12}

μs=43\mu_s=\frac{4}{3}

μs=1,33\mu_s=1,33

Jadi, besar koefisien gesek statis antara kotak dengan bidang miring adalah 1,33.