balok bermassa 10 kg meluncur sepanjang bidang miring a-b dan berhenti di titik c. koefisien gesek antara balok dengan permukaan bidang b-c= 0,3. panjang bc adalah ?

Rekomendasi jawaban terbaik dari IowaJournalist untuk Anda:


Jawaban:

Terdapat dua jenis usaha dan energi berdasarkan gaya penyebabnya, yaitu usaha dan energi oleh gaya konservatif dan oleh gaya non-konservatif. Usaha oleh gaya konservatif tidak dipengaruhi oleh lintasan partikel (hanya dipengaruhi oleh posisi awal dan akhir saja), sedangkan usaha oleh gaya non-konservatif dipengaruhi oleh lintasan partikel. Contoh gaya konservatif adalah gaya gravitasi, contoh gaya non-konservatif adalah gaya gesek. Pertanyaan yang diberikan adalah contoh soal gabungan antara usaha oleh gaya konservatif dengan non-konservatif.

Pertama – tama, bagi kasus menjadi dua bagian, yaitu :
Kasus 1 (peluncuran a – b) => usaha / energi oleh gaya konservatif
Kasus 2 (peluncuran b – c) = > usaha / energi oleh gaya non-konservatif

Kasus 1 (peluncuran a – b)
Berdasarkan soal, kejadian peluncuran dari titik a – b terjadi tanpa gesekan. Gunakan persamaan kekekalan energi mekanik.

 Em_a =  Em_b
 Ep_a +  Ek_a =  Ep_b +  Ek_b
mgh_a +  \frac12m  v_a ^2 = mgh_b +  \frac12m  v_b^2

Dimana
m = massa benda
g = percepatan gravitasi
 h_a  = ketinggian titik a 
 v_a = kecepatan benda di titik a
h_b = ketinggian titik b
 v_b = kecepatan benda di titik b

Kecepatan benda di titik a adalah nol (peluncuran yang terjadi diakibatkan oleh percepatan gravitasi, bukan kecepatan di titik a), maka :
mg h_a = mg h_b +  \frac12m  v_b ^2   …(1)


Kasus 2 (peluncuran b – c)
Terdapat gesekan pada peluncuran ini, sehingga kasus ini merupakan usaha oleh gaya non konservatif. Gunakan rumus berikut

 Em_b =  Em_c +  Wg_b-c
Dimana
 Em_b = energi mekanik di titik b
 Em_c = energi mekanik di titik c
 Wg_b-c = usaha oleh gaya gesek yang bekerja sepanjang lintasan b ke c

Lanjutkan persamaan menjadi
mgh_b +  \frac12m  v_b ^2 = mg h_c +   \frac12 m  v_c^2 +  F_g s_b-c     …(2)
Dimana
 F_g = gaya gesek
 s_b-c = panjang lintasan b ke c

Untuk meyelesaikan persamaan (2), kita perlu menghitunga besar gaya gesekan terlebih dahulu. Rumus gaya gesek :
 F_g = μk.N
Dimana
μk = koefisien gesek
N = gaya normal pada balok

Untuk menentukan besar gaya normal, lihat gambar pada attachment
 F_g = 0,3mgcos \alpha …(3)

Substitusi persamaan (1) dan (3) persamaan (2), diperoleh :
 mgh_a = mg h_c +  \frac12m  v_c ^2 + 0,3mgcos \alpha. s_b-c

Benda berhenti di titk c, sehingga  v_c  = 0, maka
 mgh_a = mg h_c + 0,3mgcos \alpha. s_b-c

Coret mg, sehingga

 h_a =  h_c +0,3cos \alpha. s_b-c
 s_b-c   \frac h_a - h_c0,3cos \alpha

Jika nilai  h_a,  h_c,  \alpha   diketahui, maka soal dapatt diselesaikan. Namun kurang lebih cara pengerjaannya seperti pembahasan di atas.

==========================================================

Kelas : XI SMA
Mapel : Fisika
Kategori : Usaha dan Energi
Kata kunci : gaya konservatif, gaya non-konservatif, usaha gaya gesek, gaya gesek
Kode : 11.6.5


#IowaJournalist | #Indonesia | #PastiBisa | #PintarBelajar | #DuniaBelajar | #Pendidikan | #Sekolah | #AyoBelajar | #TanyaJawab | #AyoMembaca | #AyoPintar | #KitaBisa | #DuniaPendidikan #IndonesiaMaju


Sekian informasi yang dapat IowaJournalist.org rangkumkan tentang tanya-jawab yang telah kamu ajukan dan cari. Jika kamu membutuhkan informasi lainnya, silahkan pilih kategori Pendidikan.

Semoga rangkuman di atas sanggup bermanfaat untuk teman-teman semua dalam mencari jawaban.