bagaimana cara menyelesaikan soal ini?

Soal: Sebuah balok didorong naik pada bidang miring yang kasar. Kita diminta untuk mencari usaha total yang dilakukan. Diketahui: * Massa balok (m) = 2 kg * Gaya yang mendorong (F) = 20 N * Jarak yang ditempuh (s) = 4 m * Koefisien gesekan (μ) = 0,1 * Sudut kemiringan (θ) = 37° Ditanya: * Usaha total (W) Penyelesaian: 1. Memahami Konsep Usaha: Usaha adalah hasil kali antara gaya yang bekerja pada suatu benda dengan perpindahan benda sejauh s dalam arah gaya. Secara matematis, usaha dapat ditulis sebagai: W = F × s × cos θ di mana: * W = usaha (dalam joule, J) * F = gaya (dalam newton, N) * s = perpindahan (dalam meter, m) * θ = sudut antara arah gaya dan arah perpindahan 2. Menentukan Gaya-Gaya yang Bekerja: Pada soal ini, ada beberapa gaya yang bekerja pada balok: * Gaya dorong (F): Gaya sebesar 20 N yang mendorong balok ke atas sepanjang bidang miring. * Gaya gesek (f): Gaya yang melawan gerak balok akibat kekasaran bidang miring. Besarnya gaya gesek dapat dihitung dengan rumus: f = μ × N di mana: * f = gaya gesek * μ = koefisien gesekan * N = gaya normal (gaya tegak lurus bidang miring) Gaya normal dapat dihitung dengan: N = m × g × cos θ di mana: * g = percepatan gravitasi (sekitar 10 m/s²) * Berat benda (W): Gaya gravitasi yang menarik benda ke bawah. 3. Menghitung Usaha Total: Karena gaya dorong dan gaya gesek bekerja pada arah yang berlawanan, maka usaha total adalah selisih antara usaha yang dilakukan oleh gaya dorong dan usaha yang dilakukan oleh gaya gesek. W_total = W_dorong - W_gesek W_dorong = F × s × cos 0° (karena gaya dorong searah dengan perpindahan) W_gesek = f × s × cos 180° (karena gaya gesek berlawanan arah dengan perpindahan) 4. Substitusi Nilai dan Hitung: Hitung nilai gaya normal, gaya gesek, usaha dorong, usaha gesek, dan akhirnya usaha total dengan mensubstitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan-persamaan di atas. Catatan: * Sudut antara gaya dorong dan perpindahan adalah 0° karena keduanya searah. * Sudut antara gaya gesek dan perpindahan adalah 180° karena keduanya berlawanan arah. Langkah-langkah di atas akan memberikan jawaban yang lengkap dan akurat untuk soal tersebut. Diketahui: * m (massa balok) = 2 kg * F (gaya dorong) = 20 N * s (jarak) = 4 m * μ (koefisien gesek) = 0,1 * θ (sudut kemiringan) = 37° * g (percepatan gravitasi) ≈ 10 m/s² Langkah-langkah: * Hitung gaya normal (N): N = m × g × cos θ N = 2 kg × 10 m/s² × cos 37° N ≈ 16 N * Hitung gaya gesek (f): f = μ × N f = 0,1 × 16 N f = 1,6 N * Hitung usaha dorong (W_dorong): W_dorong = F × s × cos 0° W_dorong = 20 N × 4 m × 1 W_dorong = 80 J * Hitung usaha gesek (W_gesek): W_gesek = f × s × cos 180° W_gesek = 1,6 N × 4 m × (-1) W_gesek = -6,4 J (tanda negatif menunjukkan usaha dilakukan berlawanan arah dengan perpindahan) * Hitung usaha total (W_total): W_total = W_dorong - W_gesek W_total = 80 J - (-6,4 J) W_total = 86,4 J Jadi, usaha total yang dilakukan pada balok adalah 86,4 Joule. Kesimpulan: Usaha total yang dilakukan pada balok adalah positif, artinya ada usaha bersih yang dilakukan untuk menggerakkan balok ke atas bidang miring. Sebagian besar usaha digunakan untuk melawan gaya gravitasi, sedangkan sebagian kecil digunakan untuk mengatasi gaya gesek. Penjelasan tambahan: * Usaha positif: Artinya gaya yang bekerja searah dengan perpindahan, sehingga energi diberikan pada sistem. * Usaha negatif: Artinya gaya yang bekerja berlawanan arah dengan perpindahan, sehingga energi diambil dari sistem.