Sebuah kotak dengan massa 10 kg diletakkan pada sebuah permukaan miring dengan sudut 20°

Sebuah kotak dengan massa 10 kg diletakkan pada sebuah permukaan miring dengan sudut 20°. Apabila percepatan gravitasi adalah 10 m/s², berapakah besar dan bagaimana arah gaya normal kotak tersebut?

Pada sebuah kotak dengan massa 10 kg yang diletakkan pada permukaan miring dengan sudut kemiringan 20°, kita akan menghitung besar gaya normal yang bekerja pada kotak tersebut. Percepatan gravitasi g diberikan sebesar 10 m/s².

Langkah-Langkah Perhitungan

1. Menentukan Gaya Gravitasi

Gaya gravitasi W yang bekerja pada kotak dapat dihitung menggunakan rumus:

$W=m·g$

Dimana:

• m = 10 kg adalah massa kotak,
• g = 10 m/s² adalah percepatan gravitasi.

Substitusi nilai m dan g:

$W=10·10=100 \mathrm{N}$

Jadi, besar gaya gravitasi W yang bekerja pada kotak adalah 100 N.

2. Menghitung Komponen Gaya Gravitasi yang Tegak Lurus Permukaan Miring

Untuk menentukan gaya normal, kita harus memecah gaya gravitasi ke komponen yang tegak lurus terhadap permukaan miring. Komponen tegak lurus ini dapat dihitung menggunakan:

$W_{\text{⊥}}=W·\cos \left(\theta \right)$

Dimana θ = 20° adalah sudut kemiringan permukaan. Substitusi nilai W = 100 N dan θ = 20°:

$W_{\text{⊥}}=100·\cos (20°)$

Menggunakan nilai cos(20°) ≈ 0.9397:

$W_{\text{⊥}}=100·0.9397=93.97 \mathrm{N}$

3. Gaya Normal

Gaya normal N pada permukaan miring adalah sama dengan komponen gaya gravitasi yang tegak lurus permukaan, yaitu:

$N=W_{\text{⊥}}=93.97 \mathrm{N}$

Kesimpulan

Besar gaya normal yang bekerja pada kotak adalah 93.97 N, dengan arah tegak lurus ke permukaan miring.