Contoh Soal dan Kasus-Kasus Dinamika Gerak Dengan Solusi Hukum Newton

AhmadDahlan.NET – Berikut ini beberapa contoh kasus Dinamika dengan Solusi menggunakan Hukum Newton tentang gerak.

1. Hukum I Newton

a. Kasus Benda Diam di Atas Meja Datar

Sebuah benda diam di atas sebuah meja saat diberi gaya sebesar 2 N. Jika massa benda adalah 10 Kg, berapa gaya gesek statis benda tersebut?

Solusi :

Karena benda dalam keadaan dia setelah diberi gaya sebesar 2 N, maka solusinya hukum Newton I.

ΣF=0
F – f_gs = 0
f_gs = F
f_gs = 2 N

b. Kasus Benda Diam di Atas Bidang Miring

Sebuah balok bermassa m dalam keadaan diam di atas sebuah bidang miring dengan sudut θ. Berapakah Gaya gesek yang statis yang bergerak pada benda?

Solusi :

Langkah pertama adalah skestalah kondisi yang disebutkan dalam soal

Selanjutnya buatlah sumbu koordinat sesuai dengan arah gerak dari sistem sehingga sumbu x searah dengan bidang dan sumbu y tegak lurus budang

Selanjunya proyeksikan gaya-gaya yang ada sesuai dengan arah gerak dari benda yakni di sumbu y dan sumbu x. Seperti pada gambar di bawah ini.

Pisahkan gaya-gaya yang bekerja berdasarkan sumbu-nya masing-masing. Kita pisahkan arah Sumbu X yang searah dengan papan dan sumbu y yang tegak lurus dengan papan.

Sumbu Y :

ΣF_y=0
N – w_y = 0
N – mg cos θ = 0
N = mg cos θ

Sumbu X :

ΣF_x=0
w_x – f_gs = 0
f_gs = w_x
f_gs = mg sin θ

Kasus Khusus

Pada kasus besar sudut θ tepat saat benda tepat bergerak, maka kondisi ini dapat digunakan untuk menghitung koefisien gesek statis bisa ditentunkan dengan menghitung persamaan di sumbu x

ΣF_x=0
w_x – f_gs = 0
w_x – Nμ_s= 0
mg sin θ – mg cos θ μ_s= 0
μ_s = sin θ / cos θ
μ_s = tan θ