Kelas 11Kelas 12mathMekanika
Dika bermain papan luncur. Posisi Dika sudah di atas papan
Pertanyaan
Dika bermain papan luncur dengan kemiringan 60 derajat. Jika berat Dika adalah w, tentukan koefisien gesek anak terhadap permukaan bidang luncur saat Dika hampir bergerak. Perlu diingat untuk mengilustrasikan gaya-gaya yang bekerja pada Dika.
Solusi
Verified
Koefisien gesek adalah √3.
Pembahasan
Untuk menentukan koefisien gesek saat Dika hampir bergerak, kita perlu menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada Dika pada bidang miring. Dika hampir bergerak berarti sistem berada dalam kesetimbangan statis, di mana gaya gesek statis maksimum bekerja. 1. **Ilustrasi Gaya:** * **Gaya Berat (w):** Bekerja vertikal ke bawah. * **Gaya Normal (N):** Bekerja tegak lurus terhadap permukaan bidang luncur. * **Gaya Gesek Statis (fs):** Bekerja sejajar dengan permukaan bidang luncur, berlawanan arah dengan kecenderungan gerak (yaitu, ke atas bidang luncur). * **Komponen Gaya Berat:** Gaya berat (w) dapat diuraikan menjadi dua komponen: * Komponen sejajar bidang luncur (w_paralel): w * sin(60°) * Komponen tegak lurus bidang luncur (w_tegak_lurus): w * cos(60°) 2. **Analisis Kesetimbangan:** * **Arah Tegak Lurus Bidang Luncur:** Gaya normal (N) seimbang dengan komponen gaya berat yang tegak lurus bidang luncur (w_tegak_lurus). N = w * cos(60°) Karena cos(60°) = 1/2, maka N = (1/2)w. * **Arah Sejajar Bidang Luncur:** Saat Dika hampir bergerak, gaya gesek statis maksimum (fs_max) seimbang dengan komponen gaya berat yang sejajar bidang luncur (w_paralel). fs_max = w * sin(60°) Karena sin(60°) = √3/2, maka fs_max = (√3/2)w. 3. **Koefisien Gesek Statis (μs):** Koefisien gesek statis didefinisikan sebagai rasio gaya gesek statis maksimum terhadap gaya normal: μs = fs_max / N Substitusikan nilai fs_max dan N yang telah kita temukan: μs = [(√3/2)w] / [(1/2)w] μs = √3 Jadi, koefisien gesek anak terhadap permukaan bidang luncur saat Dika hampir bergerak adalah √3.
Topik: Gaya Gesek, Dinamika
Section: Gaya Gesek Pada Bidang Miring
Apakah jawaban ini membantu?