7/26/2019 44. Dua Benda Bentumpuk_solusi

1/2

Soal Olimpiade Fisika Mingguandavitsipayung. com

Minggu 44

22 Desember 2015

Dua benda bertumpuk

Sebuah papan bermassa M diam di atas permukaan meja licin. Sebuah kotak bermassa m

diam di atas ujung kanan papan. Panjang dan tinggi papan berturut-turut adalah L dan H.

Koefisien gesek statik dan kinetik antara papan dan kotak berturut-turut adalah s dan k.

Papan kemudian ditarik oleh gaya horizontalF.

a. Berapa F maksimum agar kotak tetap diam di atas papan?

Selanjutnya gunakanFlebih besar dariFmaksimum.

b. Hitung percepatan papan relatif terhadap meja.

c. Hitung percepatan kotak relatif terhadap meja.

d. Hitung besar percepatan kotak relatif terhadap papan.

e.

Hitung waktu yang dibutuhkan kotak untuk mencapai permukaan meja.

Solusi :

a.

F maksimum agar kotak tetap diam diperoleh dengan meninjau mmengalami gaya gesek

statik maksimum.

Misalkan papan dan kotak bergerak dengan percepatan relatif terhadap tanah adalah amaks.

Hukum II Newton pada kotak :

,s maks maksf ma

s maksmg ma

maks sa g

Hukum II Newton pada sistem papan-balok:

maks maks sF M m a M m g b. Percepatan papan relatif terhadap meja adalah aM.

Hukum II Newton pada papan:

k MF f Ma

k MF mg Ma

k

M

F mg

a M

c. Percepatan kotak relatif terhadap meja adalah am.

F

f

NM f

mg

N

FM

L

m

7/26/2019 44. Dua Benda Bentumpuk_solusi

2/2

Soal Olimpiade Fisika Mingguandavitsipayung. com

Hukum II Newton pada kotak :

k mf ma

k mmg ma

m ka g

Percepatan kotak relatif terhadap meja adalah kk

rel m M k

M m g FF mga a a g

M M

Besar percepatan kotak relatif terhadap meja adalah

krel

F M m ga

M

d. Lama kotak untuk mencapai ujung kiri batang :

12 2

m k

L LMta F M m g

Lama kotak jatuh bebas :

22Htg

Waktu yang dibutuhkan kotak untuk mencapai permukaan meja:

1 22 2

k

LM Ht t tgF M m g