Balok Mempunyai Massa 4 Kg Diberi Gaya Konstan Yang 20 N Membentuk Sudut 37 Derajat. Apabila Koefisien Gesek

SUARAKARYA.ID: Sebuah balok mempunyai massa 4 kg terletak pada bidang datar kasar. Balok diberi gaya konstan yang 20 N membentuk sudut 37 derajat terhadap bidang horizontal. Apabila koefisien gesek antara balok dengan lantai sebesar 0,4, maka kecepatan balok setelah 5 sekon adalah ...
a. 11 m/s
b. 12 m/s
c. 13 m/s
d. 14 m/s
e. 20 m/s

Baca Juga: Sebuah Bangunan Berbentuk Balok Dengan Ukuran Panjang 8 Meter, Lebar 6 Meter, Dan Tinggi 4 Meter. Dinding Bagi

Penyelesaian
Diketahui:
m = 4 kg
F = 20 N
θ = 37°
μ = 0,4
t = 5 s
g = 10 m/s2
v0 = 0 m/s

Ditanyakan:
vt setelah 5 s = ...?

Baca Juga: Sebuah Bandul Sederhana Dengan Panjang Tali 1 meter Digantungkan Pada Langit-langit. Bandul Diberi Gaya Awal

Jawab:
Balok yang bergerak dari keadaan diam kemudian diberi gaya sehingga dapat berpindah dengan kecepatan tertentu, maka untuk menyelesaikan soal ini digunakan konsep GLBB dan hukum Newton.
vt = v0 - (a . t)
vt = kecepatan akhir (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s2)
t = waktu (s)

ΣF = m . a
ΣF = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan (m/s2)

Baca Juga: Papan Kayu Dengan Luas Penampang 100 Cm2 Memberikan Gaya Sebesar 5 Newton. Tentukan Tekanan Yang Diberikan

Selanjutnya digambarkan gaya-gaya yang bekerja pada balok sebagai berikut:

Menentukan kecepatan balok yang diberi gaya sebesar dengan sudut tertentu pada bidang horizontal dan diketahui koefisien gesek (Suarakarya.id/M.RizqiA.)

Gaya yang bekerja pada balok terbagi menjadi dua arah yakni gaya pada sumbu y dan x.

Tinjau sumbu y:
Gaya pada sumbu y berlaku hukum Newton I
ΣFy = 0
Ny + Fy - w = 0
Ny = w - Fy
Ny = m . g - F sin θ
Ny = (4) (10) - (20) sin 37°
Ny = (4) (10) - (20) (0,6)
Ny = 40 -12
Ny = 28 N

Baca Juga: Contoh Soal Fisika Hukum Newton I (Hukum Inersia) dan pembahasan

Tinjau sumbu x:
Gaya pada sumbu x berlaku hukum Newton II
Fx = m . a
Fx1 - fgesek = m . a
(F cos θ ) - (μ . Ny) = m . a
(20 . cos 37°) - (0,4) (28) = 4 . a
(20) (0,8) - (0,4) (28) = 4a
16 - 11,2 = 4a
4,8 = 4a
a = 4,8/4
a = 2,4 m/s2