Keping logam dengan massa 0,30 kg meluncur di permukaan lantai yang horizontal dan tanpa gesekan. Kemudian dua tongkat menabrak keping secara bersamaan, memberikan gaya pada keping yang ditunjukkan pada gambar. Gaya berkekuatan 5,0 N, dan besarnya 8,0 N. Tentukan besar dan arah percepatan keping!

Jawaban yang benar adalah 33,82 m/s² dan 30,96°. Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, maka benda yang bergerak pasti memiliki percepatan. Secara matematis Hukum II Newton dinyatakan sebagai : a = ∑F/m atau ∑F = m a dengan : ∑F = resultan gaya (N) m = massa (kg) a = percepatan (m/s²) Setiap vektor dapat diuraikan menjadi dua vektor yang saling tegak lurus. Vektor pertama terletak pada sumbu-X disebut vektor komponen pada sumbu-X. Vektor kedua terletak pada sumbu-Y disebut vektor komponen pada sumbu-Y. Vektor komponen sebuah vektor F dapat diperoleh dengan menggunakan perbandingan sinus dan kosinus pada segitiga siku-siku, yaitu : Fx = F cos 𝜃 Fy = F sin 𝜃 dengan : F = vektor F Fx = vektor komponen x Fy = vektor komponen y 𝜃 = sudut antara vektor F terhadap garis mendatar Besar dari vektor resultan dirumuskan oleh : R = √(Rx² + Ry²) dengan : R = besar vektor resultan Rx = resultan vektor komponen X Ry = resultan vektor komponen Y Arah vektor resultan adalah : tan 𝛼 = Ry/Rx dengan : 𝛼 = sudut vektor resultan Diketahui : m = 0,3 kg F1 = 5 N 𝜃1 = 20° F2 = 8 N 𝜃2 = 60° Ditanya : besar dan arah a Pembahasan : Hitung vektor komponen gaya masing-masing : F1x = F1 cos 20° F1x = (5)(cos 20°) = 4,70 N F1y = -F1 sin 20° F1y = -(5)(sin 20°) = -1,71 N F2x = F2 cos 60° F2x = (8)(½) = 4 N F2y = F2 sin 60° F2y = (8)(½√3) = 6,93 N Hitung resultan gaya masing-masing : Fx = F1x + F2x Fx = 4,70 + 4 = 8,70 N Fy = F1y + F2y Fy = -1,71 + 6,93 = 5,22 N Hitung komponen percepatan masing-masing : Fx = m ax ax = 8,70/0,3 = 29 m/s² Fy = m ay ay = 5,22/0,3 = 17,4 m/s² Besar percepatan keping dihitung dengan : a = √(ax² + ay²) a = √(29² + 17,4²) a = 33,82 m/s² Arah percepatan keping dihitung dengan : tan 𝛼 = ay/ax tan 𝛼 = 17,4/29 𝛼 = 30,96° Jadi besar dan arah percepatan keping berturut-turut adalah 33,82 m/s² dan 30,96°.