Tugas Kelompok Ke-1 Week 2 [PDF]

Citation preview

Tugas Kelompok ke-1 Week 2 GROUP 6 1. MUHAMMAD MU ‘TASIMBILLAH GHOZI (2502149816) 2. LUTHFI ASSHIDIQI (1502151726) 3. NIKOLAUS WIGNJO DARMAATMAJA (2502151962) 4. PATRICIA MIRABILLIS (2502152123) 5. BOWO MAHATMA (2502147836)



1. Sebuah balok bermassa m pada awal mulanya diam di atas lantai. Balok ditarik dengan sebuah gaya sebesar 0,5mg dikenakan pada balok, dengan sudut 𝜃 = 200 . Berapa besar percepatan balok di sepanjang lantai jika koefisien gesek kinetic nya sebesar 0,3 ?



Menentukan gaya dari balok tersebut



∑Fx = 0 𝐹. cos 𝜃 − 𝑓𝑘 = 0 𝑚. 𝑎. cos 𝜃 − 𝑓𝑘 = 0 0,5[𝑚𝑔]. 𝑎. cos 20𝑜 − 0,3 = 0 0,5[𝑚𝑔]. 𝑎. 0,94 = 0,3 0,47𝑎 = 0,3 𝑚 𝑎 = 0,64 [ 2 ] 𝑠 SCIE6056 - Physics



2. Seorang pengendara mobil berkendara hingga melewati puncak bukit seperti yang tampak seperti pada gambar, dimana radius dari lingkaran R = 250 m. Berapa kecepatan tertinggi yang dapat dilakukan oleh pengendara tanpa mobil terlempar keluar lintasan saat berada di puncak bukit?



SCIE6056 - Physics



3. Pada gambar di bawah, balok A memiliki berat 44N dan berat balok B adalah 22N. (a) Tentukan berat minimum balok C untuk menahan balok A dari tergelincir jika koefisien gesek statis antara balok A dan meja adalah 0,2. (b) Jika balok C tiba-tiba diangkat, berapa percepatan dari balok A jika koefisien gesek kinetic antara balok A dan meja adalah 0,15?



a) ∑F : 0 Wb – fg = 0 Wb = fg mB.g = Mg (mA + mC) g 2,2 = 0,2 (4,4 + mC) 11 – 4,4 = mC 6,6 kg = mC mC = 6,6 kg b) 𝑤2−𝑓𝑔



a = 𝑚1+𝑚2 =



22 N – 0,15 4,4+2,2



= 20,5/6,6 = 3,106



SCIE6056 - Physics



4. Dua buah mobil menuruni jalanan miring dengan sudut 30°dimana. Pada saat mobil pertama berhenti total karena lampu merah, mobil kedua yang ada dibelakangnya sejauh 20 meter mulai menginjak rem, namun tidak langsung berhenti hingga akhirnya menabrak mobil pertama di depannya. Kecepatan saat mobil kedua menginjak rem adalah 18 m/s. Berapa kecepatan mobil kedua tepat saat menabrak mobil B jika koefisien gesek kinetic adalah 0,4 D1 : α= 30⁰



s = 20m V₀ = 18m/s µ = 0,4 g = 9,8ms



D2 : V c? D3 : ∑Fy = 0 N − Wcos 300 = 0 N = Wcos 300 N = m. g . cos 300 .1 N = m. 9,8 √3 2 .1 N = m. 9,8 √3 2 = 4,9√3𝑚 tk = µ . 𝐍 tk = 𝟎, 𝟒 . 4,9√3 tk = 1,96√3 𝑚



∑Fy m w sin 30⁰ − tk = 𝑚 𝑚. g sin 30⁰ − tk = m m. 9,8 sin 30⁰ − tk = m 1 m. 9,8 . 2 − 1,96 √3 = m = 4,9 − 3,332 = 1,58 m/s²



a = a a a a a a



Vc 2 Vc 2 Vc 2 Vc



= V₀2 + 2 as = 182 + 2 .1,58 . 20 = 324 + 63,2 = √324 + 63,2 SCIE6056 - Physics



Vc Vc Vc



= √387,2 = √324 + 63,2 = 19,67 m. s



SCIE6056 - Physics



5. Sebuah kepala kereta api, dengan 20 gerbong di belakangnya bergerak di sepanjang rel. Masing-masing gerbong memiliki massa 50.000 kg, dan masing-masing juga mengalami gaya gesek dengan rel sebesar 𝑓𝑘 = 300𝑣, dimana 𝑣 adalah kecepatan dari kereta. Di saat tertentu, saat kecepatan dari kereta 250 km/jam, kereta mengalami percepatan sebesar 0,2 m/s2. (a) Berapa gaya tegang pada rantai penarik antara kepala kereta dengan gerbong-gerbong di belakangnya? (b) Jika gaya tegang tersebut setara dengan gaya maksimum dari kereta untuk menarik gerbong, berapa sudut maksimum agar kereta mampu menarik gerbong di jalan miring dengan kecepatan konstan 250 km/jam?



Diketahui: n



= 20 gerbong



m gerbong



= 50.000 kg



fk



= 300v



jika, v



= 250 km/jam



a



= 0,2 m/s2



JAWABAN: Menentukan percepatan pada sebuah sistem, yaitu kereta 𝑚 𝑡𝑜𝑡 = 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓 + (20 𝑥 𝑚 𝑔𝑒𝑟𝑏𝑜𝑛𝑔) 𝑚 𝑡𝑜𝑡 = 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓 + (20 𝑥 𝑚 𝑔𝑒𝑟𝑏𝑜𝑛𝑔) 𝑚 𝑡𝑜𝑡 = 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓 + (20 𝑥 50.000 𝑘𝑔) 𝑚 𝑡𝑜𝑡 = 1.000.000 𝑘𝑔 + 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓



Jawab: Resultan gaya yang terjadi pada lokomotif Σ F = m tot . a 𝑚 Σ F = (1.000.000 𝑘𝑔 + 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓) . 0,2 [ 2 ] 𝑠



SCIE6056 - Physics



𝑘𝑔𝑚 Σ F = (0,2 𝑥 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓) + 200.000 [ 2 ) 𝑠 Gaya netto yang bekerja pada gerbong adalah F - F1 ke arah depan, maka hokum Newton II berlaku 𝐹 − 𝐹1 = 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜 . 𝑎 𝐹 − 𝐹1 = 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜 . 𝑎 (𝐹 − 𝑓𝑘) − 𝐹1 = 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜 . 𝑎 𝐹1 = (𝐹 − 𝑓𝑘) − 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜 . 𝑎 𝑘𝑔𝑚 𝐹1 = ((0,2 𝑥 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓) + 200.000 [ 2 ) − 300𝑣) − 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜 . 𝑎 𝑠 𝐹1 = ((0,2 𝑥 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓) + 200.000 [



𝑘𝑔𝑚 𝑘𝑚 ) − 300 . 250 [ ]) − 𝑚 𝑙𝑜𝑘𝑜 . 𝑎 𝑠2 𝑗𝑎𝑚



Asumsi, 𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓 = 100.000 𝑘𝑔 , maka: 𝐹1 = ((0,2 𝑥 100.000 𝑘𝑔) + 200.000 [



𝑘𝑔𝑚 𝑘𝑚 ) − 300 . 250 [ ]) − 100.000 𝑘𝑔 𝑠2 𝑗𝑎𝑚



𝐹1 = ((0,2 𝑥 100.000 𝑘𝑔) + 200.000 [



𝑘𝑔𝑚 𝑘𝑚 ) − 300 . 250 [ ]) − 100.000 𝑘𝑔 2 𝑠 𝑗𝑎𝑚



𝐹1 = ((20.000 𝑘𝑔) + 200.000 [



𝑘𝑔𝑚 𝑘𝑚 ) − 75.000 [ ]) − 100.000 𝑘𝑔 2 𝑠 𝑗𝑎𝑚



𝐹1 = 45.000 [



𝑘𝑔𝑚 ] = 45.000 [𝑁] 𝑠2



Jika gaya tegang tersebut setara dengan gaya maksimum dari kereta untuk menarik gerbong, berapa sudut maksimum agar kereta mampu menarik gerbong di jalan miring dengan kecepatan konstan 250 km/jam? 𝐹 = 𝑚 . 𝑎 . 𝑠𝑖𝑛 ∝ 𝑚 45.000 [𝑁] = 100.000 [𝑘𝑔]. 0,2 [ 2 ] 𝑠𝑖𝑛 ∝ 𝑠 𝑠𝑖𝑛 ∝ = 2,25 ∝ = 186𝑜 ∝ = 6𝑜



SCIE6056 - Physics