Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Licin

Table of Contents

Hukum Newton Pada Gerak Bidang Licin

Penerapan hukum-hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari sudah sering terlihat, bahkan ada banyak.

Kali ini kita akan melihat penerapan hukum Newton pada benda dengan permukaan licin atau tanpa memiliki gaya gesek. Jadi dengan menganggap dalam proses gerakan benda tidak ada gesekan antara benda terhadap papan atau lantai.

Agar kita dapat mempercepat pemahaman tentang hukum-hukum Newton, maka kita dapat menggunakan sistem koordinat 2 dimensi seperti sumbu x dan sumbu y, kemudian tinjau untuk masing-masing dari koordinatnya.

Gerak Benda pada Bidang Licin

Bayangkan sebuah balok berada pada papan yang licin sempurna. Dalam hal ini tidak ada gesekan antara papan dan benda. Kemudian balok tersebut ditarik oleh sebuah gaya yang besarnya F ke arah lurus atau mendatar.

Berapakah percepatan benda tersebut ?

Rumus dan Persamaan Hukum Newton Permukaan Benda atau Lantai Licin

Untuk menjelaskan permasalahan di atas, kita buat sistem koordinat x,y atau sumbu x dan sumbu y. Kemudian kita tinjau gaya-gaya yang bekerja pada sistem sumbu y seperti pada gambar di bawah ini.

∑F_y = F_N - W

Keterangan
F_y, adalah gaya yang sejajar dengan sumbu y (N)
W, adalah berat benda (N)
F_N, adalah gaya yang tegak lurus bidang dimana benda berada, disebut gaya normal (N)

Bagaimana jika benda tidak bergerak sepanjang sumbu y ?

Jika benda tidak bergerak terhadap sumbu y, maka berlaku persamaan.

F_y = 0
F_N - W = 0
F_N = W
atau
F_N = mg

Peninjauan gaya-gaya yang bekerja pada sistem sumbu x adalah sebagai berikut

∑F_x = F = ma

Contoh Soal Hukum Newton Pada Gerak Bidang Licin

Soal Pertama

Suatu benda bermassa 20 kg berada di papan yang licin sempurna. Benda tersebut kemudian ditarik oleh suatu gaya dengan besar 50 N ke arah mendatar. Tentukanlah percepatan dan kecepatan yang dialami oleh benda tersebut setelah gaya tersebut bekerja selama 10 sekon ?

Jawab

1. Percepatan benda adalah
   a = F/m
   a = 50N/20kg = 2,5 m/s²
2. Kecepatan setelah gaya bekerja selama 10 sekon
   v_t = v_o + at
   v₁₀ = 0 + 2,5 m/s² x 10s
   v₁₀ = 25 m/s

Soal Dua

Sebuah balok dengan massa 10 kg terletak pada bidang datar yang licin. Balok tersebut ditarik menggunakan gaya 40 N yang membentuk sudut 40^o pada bidang datar. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s², maka hitunglah percepatan dan jarak perpindahan benda setelah gaya F bekerja selama 8 sekon (diketahui pada t = 0 benda diam).
Jawab:

1. komponen gaya F pada sumbu x
   F_x = F cos 40^o = 40 x 0,8 = 32 N
2. percepatan benda
   a = F/m
   a = 40N/10kg
   a = 4m/s²
   
   Pergeseran yang dialami oleh benda tersebut seperti pada gambar di atas dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.
   s = v_ot + 1/2at²
   s = 0.t + 1/2 x 4 x 8² = 128 m

Materi Terkait

• 1 Penerapan Hukum Newton I Lengkap Contoh
• 2 Penerapan Hukum Newton II Lengkap Contoh
• 3 Penerapan Hukum Newton II Gerak Jatuh Bebas Lengkap Contoh
• 4 Penerapan Hukum Newton III Lengkap Contoh
• 5 Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Licin
• 6 Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Melingkar Berubah Beraturan
• 7 Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Sentripetal