Soal Kuis 1

Soal Kuis 1
1. Sebuah balok es yang memiliki massa 25 kg didorong Rafli, dengan sudut 30°.
Jika balok es bergerak dengan percepatan konstan ¼ V3 m/s2,, maka tentukan
besar gaya dorongan Rafli!
Penyelesaian :
Diketahui :
a. m = 25 kg
b. a = ¼ V3 m/s2
c. α = 30°
Ditanyakan : F = …?
Jawab :
F cos α = m a
F cos 30° = 25 × ¼ V3 m/s2
Jadi, Rafli mendorong balok es tersebut dengan gaya sebesar 123,5 N.
2. Dua balok A = 4 kg dan balok B = 2 kg ditarik gaya F = 16 N di atas lantai
mendatar licin seperti Gambar di bawah ini.
Tentukan percepatan sistem benda dan tegangan tali T!
Penyelesaian
mA = 4 kg
mB = 2 kg
F = 16 N
Balok A dan B bergerak dengan percepatan sama. Gaya-gaya yang bekerja
terlihat seperti pada Gambar 4.19.
Pada kedua balok berlaku hukum II Newton.
ΣF = m a
Balok A :
T = mA a →
T = 4a
Balok B : F - T = mB a → 16 − T = 2 a +
----------------------16 = 8a
a = 2 m/s
Berarti tegangan talinya memenuhi:
T=4a =4.2 =8N
3. Tiga buah gaya, F1 = 10 N dan F2 = 15 N, dan F3 = c N bekerja pada sebuah
benda, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Jika benda tetap diam, berapakah nilai c?
Jawab
Karena benda diam, sesuai dengan Hukum Pertama Newton,
∑F = 0
F1 + F2 - F3 = 0
sehingga diperoleh
F3 = F1 + F2
= 10 + 15
= 25 N
4. Sebuah benda bergerak menuruni bidang yang kemiringannya 30° terhadap
bidang horizontal. Jika besar koefisien gesekan kinetik 0,10, tentukanlah:
a. percepatannya, dan
b. laju yang dicapainya setelah 4,0 sekon.
Jawab
a. Gaya-gaya yang bekerja pada balok adalah seperti pada gambar berikut.
Pada sumbu-y tidak ada gerak maka
∑Fy = N – mg cos 30° = 0 → N = mg cos 30°
fges = μk N = μk mg cos 30°
Pada sumbu x,
∑Fx = mg sin 30° – fges = ma
atau
mg sin 30° – μk mg sin 30° = ma
sehingga diperoleh
a = g sin 30° – μk g cos 30° = (10 m/s2)(0,5)–(0,1)(10 m/s2)(0,866) = 4,144
m/s2.
b. Kecepatan pada t = 4,0 s
v = v0 + at = 0 + (4,144 m/s2)(4 s) = 16,576 m/s.
5. Sebuah balok yang massanya 6 kg meluncur ke bawah pada sebuah papan
licin yang dimiringkan 30° dari lantai. Jika jarak lantai dengan balok 10 m dan
besarnya gaya gravitasi ditempat itu 10 ms-2, maka tentukan percepatan dan
waktu yang diperlukan balok untuk sampai di lantai!
Penyelesaian
Diketahui :
a. m = 6 kg
b. s = 10 m
c. θ = 30°
d. g = 10 ms-2
Ditanyakan:
a. a = …?
b. t = …?
Jawab :
Gaya berat balok diuraikan pada sumbu X (bidang miring) dan sumbu Y
(garis tegak lurus bidang miring). Benda meluncur dengan gaya F = w sin 30°.
a. Menurut hukum II Newton
F=m×a
w sin 30° = m × a
m × g sin 30° = m × a
6 × 10 × 0,5 = 6 a
Jadi, balok tersebut meluncur ke bawah dengan percepatan 5 ms-2.
b. Ingat persamaan pada GLBB
Jadi, waktu yang diperlukan balok untuk sampai ke lantai adalah 2 s.