Sebuah benda bermassa 2 kg dalam keadaan diam di atas bidang datar kasar yang memiliki koefisien gesek statis dan kinetis sebesar 0,5 dan 0,2. Gaya sebesar 20 N yang membentuk sudut 37° terhadap bidang datar digunakan untuk mendorong benda tersebut ke arah kiri. Gaya bekerja selama 10 detik. Di antara pernyataan-pernyataan berikut, pernyataan yang benar adalah . . . . (1) Percepatan benda bernilai nol. (2) Percepatan benda bernilai 5 m/s². (3) Kecepatan benda setelah 10 detik sebesar 6 m/s. (4) Waktu yang dibutuhkan benda untuk berhenti setelah gaya tidak bekerja lagi adalah 30 s.

Question

Jawaban yang benar adalah pernyataan (4).

Diketahui :

m = 2 kg

μs = 0,5

μk = 0,2

vo = 0 m/s (diam)

F = 20 N

θ = 37°

t = 10 s

Ditanya :

Pernyataan yang benar ?

Penyelesain :

Soal ini dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Hukum II Newton.

ΣF = m a

Keterangan :

F = Gaya yang bekerja pada benda (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (m/s²)

Gaya dorong benda pada sumbu x

Fx = F cos θ

Fx = 20 cos 37

Fx = 20 . 0,8

Fx = 16 N

fs = μs . m. g

fs = 0,5 . 2 . 10

fs = 10 N

Karena Fx>fs maka benda bergerak, percepatan benda tidak nol.

Percepatan benda

ΣF = m a

Fx - fk = m a

F cos θ - μk . m. g = m a

20 cos 37 - 0,2 . 2. 10 = 2 . a

16 - 4 = 2a

12 = 2a

a = 12/a

a = 6 m/s²

Kecepatan benda

vt = vo + a t

vt = 0 + 6 . 10

vt = 60 m/s

Jika gaya tidak bekerja lagi maka

-fk = m a

-4 = 2 a

a = -4/2

a = -2 m/s²

Waktu untuk benda berhenti

vt = vo + a t

0 = 60 + (-2) . t

t = 60/2

t = 30 s

(1) Percepatan benda bernilai nol. (Salah)
(2) Percepatan benda bernilai 5 m/s². (Salah)
(3) Kecepatan benda setelah 10 detik sebesar 6 m/s. (Salah)
(4) Waktu yang dibutuhkan benda untuk berhenti setelah gaya tidak bekerja lagi adalah 30 s. (Benar)

Jadi, pernyataan yang benar adalah pernyataan (4).

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa