Pertanyaan

Sebuah silinder pejal bermassa 400 gram berjari-jari 2 cm berada di titik A pada ketinggian 80 cm menggelinding tanpa slip pada bidang miring kasar AB tanpa kecepatan awal. Sudut kemiringan 37°. Tentukan gaya gesek ketika menuruni bidang!

Sebuah silinder pejal bermassa 400 gram berjari-jari 2 cm berada di titik A pada ketinggian 80 cm menggelinding tanpa slip pada bidang miring kasar AB tanpa kecepatan awal. Sudut kemiringan 37°.

Tentukan gaya gesek ketika menuruni bidang!

Y. Maghfirah

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

besar gaya geseknya 0,8 N.

Pembahasan

Diketahui Ditanya Gaya gesek menurunibidang? Penyelesaian Gaya-gaya yang bekerja pada sistem dapat digambarkan: Analisis gerak rotasi Gerak rotasi benda menghasilkan momen gaya. Dengan menggunakan hubungan antara momen gaya, momen inersia dan kecepatan sudut maka: benda berupa siliner pejal, sehingga momen inersianya .Substitusi ke persamaan momen gaya maka: dengan demikian diperoleh persamaan untuk mencari gaya gesek. Dari persamaan tersbut maka harus mencari percepatan silinder terlebih dahulu dengan menganalisis gerak translasi. Analisis gerak translasi Benda bergerak dengan percepatan a sehingga berlaku Hukum II Newton. Dengan menggunakan persamaan Hukum II Newton maka: Substitusikan persamaan analisis gerak rotasi ke gerak translasi Kemudian substitusikan besar percepatan ke persamaan analisis gerak rotasi, sehingga: Jadi, besar gaya geseknya 0,8 N.

Diketahui

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row m equals cell 400 space gram equals 0 comma 4 space kg end cell row R equals cell 2 space cm equals 0 comma 02 space straight m end cell row h equals cell 80 space cm equals 0 comma 8 space straight m end cell row theta equals cell 37 degree end cell end table

Ditanya
Gaya gesek menuruni bidang?

Penyelesaian
Gaya-gaya yang bekerja pada sistem dapat digambarkan:

Analisis gerak rotasi
Gerak rotasi benda menghasilkan momen gaya. Dengan menggunakan hubungan antara momen gaya, momen inersia dan kecepatan sudut maka:

tau equals I alpha

benda berupa siliner pejal, sehingga momen inersianya I equals 1 half m R squared . Substitusi ke persamaan momen gaya maka:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row tau equals cell I alpha end cell row cell f subscript k R end cell equals cell 1 half m R squared a over R end cell row cell f subscript k end cell equals cell 1 half m a end cell end table

dengan demikian diperoleh persamaan untuk mencari gaya gesek. Dari persamaan tersbut maka harus mencari percepatan silinder terlebih dahulu dengan menganalisis gerak translasi.
Analisis gerak translasi
Benda bergerak dengan percepatan a sehingga berlaku Hukum II Newton. Dengan menggunakan persamaan Hukum II Newton maka:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell sum from blank to blank of F end cell equals cell m a end cell row cell w sin theta minus f subscript k end cell equals cell m a end cell row cell m g sin theta minus m a end cell equals cell f subscript k end cell end table

Substitusikan persamaan analisis gerak rotasi ke gerak translasi

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell f subscript k end cell equals cell m g sin theta minus m a end cell row cell 1 half m a end cell equals cell m g sin theta minus m a end cell row cell 1 half times 0 comma 4 a end cell equals cell 0 comma 4 times 10 sin 37 degree minus 0 comma 4 a end cell row cell 0 comma 2 a end cell equals cell 4 times 3 over 5 minus 0 comma 4 a end cell row cell 0 comma 6 a end cell equals cell 2 comma 4 end cell row a equals cell fraction numerator 2 comma 4 over denominator 0 comma 6 end fraction end cell row blank equals cell 4 space straight m divided by straight s squared end cell end table$

Kemudian substitusikan besar percepatan ke persamaan analisis gerak rotasi, sehingga:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell f subscript k end cell equals cell 1 half m a end cell row blank equals cell 1 half 0 comma 4 times 4 end cell row blank equals cell 0 comma 8 space straight N end cell end table

Jadi, besar gaya geseknya 0,8 N.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

0.0 (0 rating)

Pertanyaan serupa

Terdapat dua buah benda tegar, yaitu bola pejal dan bola berongga sedang menggelindingtanpa slip menuruni bidang miring dengan kemiringan θ = 5 0 o terhadap arah horizontal. Jikamassa dan jari-jari ke...

0.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah Bola pejal memiliki massa 40 kg dan jari-jari 21 cm. Jika bola tersebut digelindingkan pada suatu bidang miring dengan sudut kemiringan 53º, maka percepatan yang dialami bola adalah .... ( g = ...

4.6

Jawaban terverifikasi

Sebuah bola pejal bermassa 4 kg menggelinding pada bidang miring dengan kemiringan 3 7 ∘ terhadap horizontal dari ketinggian 7 m. Jika g = 10 m/s 2 , hitunglah percepatan bola saat menggelinding!

4.5

Jawaban terverifikasi

Tersedia dua bidang miring identik. Bidang yang pertama permukaan miringnya kasar, sedangkan bidang yang kedua permukaan miringnya dianggap licin. Dalam percobaan pertama bola pejal dengan jari-jari R...

4.8

Jawaban terverifikasi

Sebuah bola pejal 5 kg menggelinding pengaruh gaya F =14 N konstan mendatar, tentukan jarak yang ditempuh selama 10 sekon dari saat gaya bekerja!

127

0.0

Jawaban terverifikasi