Benda bermassa m didorong dengan gaya F dengan sudut kemiringan α ditunjukkan gambar berikut. Setelah didorong sejauh s , lama-kelamaan benda tersebut berhenti pada ketinggian h . Jika koefisien gesek statis antara benda dan bidang miring adalah μ serta percepatan gravitasi dinyatakan dalam g , persamaan ketinggian benda tersebut adalah ....

Pembahasan

Pada soal ini disebutkan bahwa setelah didorong sejauh ,lama-kelamaan benda berhenti. Ini berarti bahwa setelah menempuh jarak sejauh searah kemiringan bidang miring, gaya dihilangkan sehingga yang bekerja adalah gaya gesek hingga mencapai ketinggian .Saat gaya bekerja pada benda, pada arah tegak lurus kemiringan bidang miring benda tidak bergerak sehingga gaya normalnya yaitu Gaya adalah gaya eksternal, ketika benda menempuh perpindahan sejajar kemiringan bidang miring, usaha oleh gaya dan gaya gesek (gaya non-konservatif) adalah sama dengan perubahan energi mekanik benda. Kita asumsikan koefisien gesek yang disebutkan pada soal ini adalah koefisien gesek kinetik karena benda bergerak serta kita jadikan titik awal benda sebagai titik energi potensial nol, sehingga energi mekanik awal benda adalah nol. Setelah menempuh perpindahan sejauh pada arah kemiringan bidang miring, energi mekaniknya sama dengan usaha oleh gaya dan gaya gesek Peristiwa selanjutnya gaya dihilangkan sehingga gaya normal yang bekerja pada benda yaitu serta panjang lintasan yang ditempuh benda sampai berhenti adalah . Kondisi benda pada keadaan akhir berhenti sehingga energi mekaniknya adalah hanya energi potensialnya saja sebesar .Usaha oleh gaya gesek sejak dihilangkan sampai benda berhenti adalah sama dengan perubahan energi mekanik benda, dengan demikian tampak bahwa jawaban soal ini tidak terdapat pada pilihan jawaban yang ada.