Sebuah lemari besi dengan berat 300 N (awalnya dalam keadaan diam) ditarik oleh sebuah gaya dengan arah membentuk sudut θ di atas garis mendatar (cos θ = 3/5). Apabila koefisien gesek statik dan kinetik antara lemari besi dan lantai berturut-turut adalah 0,5 dan 0,4, gaya gesek kinetik yang bekerja pada lemari besi adalah 72 N, dan besar percepatan gravitasi g = 10 m/s², maka percepatan lemari besi dan gaya yang menarik lemari besi berturut-turut adalah .... A. 18/30 m/s² dan 90 N B. 18/30 m/s² dan 150 N C. 18/30 m/s² dan 210 N D. 0 m/s² dan 150 N E. 0 m/s² dan 90 N

Question

Jawaban yang benar adalah B. 18/30 m/s² dan 150 N.

Diketahui:

w = 300 N ----> m = w/g = 300/10 = 30 kg

v0 = 0 m/s (awalnya dalam keadaan diam)

cos θ = 3/5 ----> sin θ = 4/5

μs = 0,5 dan μk = 0,4

fk = 72 N

g = 10 m/s²

Ditanya:

a dan F = ...?

Jawab:

Konsep yang kita gunakan adalah penerapan hukum Newton. Pada hukum II Newton dinyatakan bahwa benda bergerak dengan percepatan a yang sebanding dengan resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis dirumuskan oleh:

a = ΣF/m

ΣF = m x a,

dimana:

a = percepatan benda (m/s^2)

m = massa benda (kg)

ΣF = resultan gaya (N).

Berdasarkan diagram gaya pada gambar di bawah, diperoleh besar gaya yang menarik lemari besi yaitu:

fk = μk × N

fk = μk × (w - F sin θ)

72 = 0,4 × (300 - F×4/5)

72/0,4 = 300 - 0,8F

0,8F = 300 - 180

F = 120/0,8

F = 150 N.

Selanjutnya tinjau hukum II Newton pada lemari dari diagram gaya pada gambar di bawah untuk menghitung percepatan sistem.

ΣF = m x a

F cos θ - fk = m x a

150x(3/5) - 72 = 30 x a

a = (90-72)/30

a = 18/30 m/s².

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah B.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa