Bidang Miring dalam Hukum Newton

Gambar di bawah menunjukkan sebuah balok yang bermassa m bergerak menuruni bidang miring yang licin. Dalam hal ini kita anggap untuk sumbu x ialah bidang miring, sedangkan sumbu y adalah tegak lurus pada bidang miring.

Komponen gaya berat w pada sumbu y adalah:

w_y = w cos α = w g cos α

Resultan gaya-gaya pada komponen sumbu y adalah:

∑F_y = N – w_y

∑F_y = N – m.g.cosα

Dalam hal ini, balok tidak bergerak pada arah sumbu y, berarti a_y = 0, sehingga:

∑F_y = 0

N – m.g.cos α = 0

N = m.g.cos α

dengan:

N = gaya normal pada benda (N)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

α =sudut kemiringan bidang

Sementara itu, komponen gaya berat (w) pada sumbu x adalah:

w_x = w.sin α = m.g.sin α

Komponen gaya-gaya pada sumbu x adalah:

∑F_x = m.g.sin α

Dalam hal ini, balok bergerak pada arah sumbu x, berarti besarnya percepatan benda dapat dihitung sebagai berikut:

∑F_x = m.a

m.g.sin α = m.a

a = g.sin α

dengan:

a = percepatan benda (m/s²)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

α =sudut kemiringan bidang

Contoh Soal

Sebuah benda dengan massa 300 kg berada pada suatu bidang miring, seperti yang terlihat pada gambar. Jika gaya gesek diabaikan, tentukan besar gaya yang menyebabkan benda bergerak ke bawah!

Penyelesaian:

Berdasarkan teorema Pythagoras:

(BC)² = (AC)² + (AB)² = (3 m)² + (4 m)²

(BC)²= 25 m²

BC = 5 m

sin α = AC/BC = 3/5 = 0,6

Benda bergerak ke bawah karena adanya gaya berat m.g pada bidang miring BC, yaitu w sin α yang dinyatakan:

w sin α = m g sin α = (300 kg)(9,8 m/s²)(0,6) = 1.764 N

Bidang Miring dalam Hukum Newton 2016-04-16T08:25:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Mantan Tentor Fisika