Home CONTOH DINAMIKA PARTIKEL Contoh Soal Dinamika Partikel Memilih Perpindahan Benda

Contoh Soal Dinamika Partikel Memilih Perpindahan Benda

by CerdaskanKita

– Sebuah balok yang massanya 4 kg bergerak di atas sebuah lantai datar yang garang dengan kecepatan awal 5 m/s. Koefisien ukiran kinetik antara permukaan lantai dan balok merupakan 0,5. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka besar perpindahan balok hingga lalu kecepatannya menjadi nol dan balok berhenti merupakan …..
A. s = 5,00 m
B. s = 4,25 m
C. s = 3,00 m
D. s = 2,50 m
E. s = 2,25 m

Pembahasan :
Dik : m = 4 kg, vo = 5 m/s, vt = 0, μk = 0,5 , g = 10 m/s2
Dit : s = …. ?

Untuk menuntaskan soal ini, Sobat Tafsi sanggup memakai konsep dinamika partkikel, aturan Newton, gaya gesekan, glbb, bisnis dan energi.

Cara Pertama:
Metode pertama yang akan kita gunakan merupakan dengan memanfaatkan konsep aturan Newton, gaya gesekan, dan glbb.

Hukum Newton yang akan dipakai dalam pembahasan ini merupakan aturan I Newton dan aturan II Newton.

Hukum I Newton disebut juga aturan kelembaman. Pada aturan ini, resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.

∑F = 0

Hukum I Newton berlaku untuk benda yang membisu dan benda yang bergerak lurus beraturan (glb).

Hukum II Newton menyatakan bahwa resultan gaya yang bekerja pada suatu benda yang bergerak sama dengan hasil kali massa benda dengan percepatannya.

∑F = m . a

Keterangan :
F = gaya-gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda.

Hukum II Newton berlaku untuk benda yang bergerak dan mengalami percepatan.

Pada balok bekerja sebuah gaya yang menghambat gerak balok sesampai lalu kecepatannya berkurang. Gaya itu merupakan gaya gesekan.

Gaya ukiran berbanding lurus dengan hasil kali koefisien ukiran kinetis dengan gaya normal.

fk = μk . N

Keterangan :
fk = gaya ukiran kinetis
μk = koefisien ukiran kinetis
N = gaya normal.

Konsep berikutnya merupakan konsep gerak lurus berubah beraturan. Untuk menuntaskan soal ini, rumus yang akan kita gunakan merupakan:

Baca Juga:   Contoh Soal Dan Pembahasan Sistem Katrol
vt2 = vo2 + 2as

Keterangan :
vt = kecepatan simpulan benda (m/s)
vo = kecepatan awal benda (m/s)
a = percepatan benda (m/s2)
s = perpindahan benda (m).

Nah menurut keempat konsep di atas, maka kita sanggup memilih besar perpindahan balok. Berikut ilustrasi pergerakan balok.

 kg bergerak di atas sebuah lantai datar yang garang dengan kecepatan awal  CONTOH SOAL DINAMIKA PARTIKEL MENENTUKAN PERPINDAHAN BENDA

Dari gambar di atas, sanggup Sobat Tafsi lihat gaya apa yang bekerja pada benda. Dalam arah vertikl ada gaya berat yang arahnya ke bawah dan gaya normal yang arahnya ke atas.

Sedangkan dalam arah horizontal, ada gaya ukiran yang arahnya ke kiri melawan arah gerak balok yang berpindah ke kanan.

Pada arah vertikal berlaku aturan I Newton:
⇒ ∑F = 0
⇒ N – W = 0
⇒ N = W
⇒ N = m.g
⇒ N = 4 (10)
⇒ N = 40 N

Pada arah horizontal berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m.a
⇒ fk = m.a
⇒ μk.N = m.a
⇒ 0,5 (40) = 4a
⇒ 20 = 4a
⇒ a = 20/4
⇒ a = 5 m/s2

Selanjutnya, dengan memakai konsep glbb, kita sanggup menghitung perpindahannya:
⇒ vt2 = vo2 + 2as

Karena balok mengalami perlambatan, maka a negatif sesampai lalu persamaannya menjadi:
⇒ vt2 = vo2 – 2as
⇒ 0 = 52 – 2(5)s
⇒ 0 = 25 – 10s
⇒ 10s = 25
⇒ s = 25/10
⇒ s = 2,5 m

Jadi, perpindahan balok merupakan 2,5 meter.

Cara Kedua:
Metode kedua lebih singkat adalah dengan memanfaatkan konsep bisnis dan energi khususnya korelasi bisnis dengan energi kinetik.

Usaha merupakan besarnya energi yang dipindahkan oleh gaya ke benda sesampai lalu benda berpindah sejauh s meter dari posisi awalnya.

W = F . s

Keterangan :
W = besar bisnis yang dilakukan (J)
F = gaya yang bekerja pada benda (N)
s = perpindahan benda (m).

Jika gaya yang bekerja pada benda menyebabkan energi kinetik benda berubah, maka bisnis oleh gaya sama dengan perubahan energi kinetik benda.

Baca Juga:   Contoh Soal Perjuangan Memilih Perjuangan Oleh Gaya Pengereman
W = ΔEk

Keterangan :
W = bisnis yang dilakukan gaya (J)
Ek = energi kinetik benda (J).

Selama proses pergerakan balok hingga lalu kecepatannya menjadi nol, balok mengalami perubahan energi kinetik tanggapan gaya gesekan.

Dalam hal ini, gaya ukiran melaksanakan bisnis negatif (melawan arah gerak) yang nilainya sama dengan perubahan energi kinetik balok.

Berdasarkan konsep bisnis, kita peroleh:
⇒ W = ΔEk
⇒ W = Ekt – Eko
⇒ W = ½ m.vt2 – ½ m.vo2

Karena kecepatan simpulan (vt = 0), maka persamaanya menjadi:
⇒ W = – ½ m.vo2

Tanda negatif menawarkan bahwa bisnis yang dilakukan oleh gaya ukiran merupakan bisnis negatif lantaran arahnya melawan arah gerak.

Nah, selanjutnya kita gunakan konsep dasar bisnis, adalah bisnis sama dengan besar gaya yang bekerja dikali dengan perpindahan benda.

Karena gaya yang bekerja pada benda merupakan gaya gesekan, maka persamaan di atas menjadi:
⇒ fk . s = -½ m.vo
⇒ μk.N . s = -½ m.vo2  
⇒ 0,5 (40) s = -½ (4).(5)2  
⇒ 20s = -50
⇒ s = -50/20
⇒ s = -2,5 m

Jadi, balok berpindah sejauh 2,5 meter. Tanda negatif menawarkan bahwa perpindahan benda berlawanan arah dengan gaya gesekannya.

Jawaban : D

Demikian pembahasan pola soal wacana dinamika partikel, memilih besar perpindahan benda yang sanggup edutafsi bagikan.

Jika pembahasan singkat ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman sobat semua melali tombol share yang tersedia. Terimakasih.

You may also like