Gaya Pada Bidang Miring, Rumus dan Contoh Soal

Baca juga: Rumus Periode Bandul dan Pegas

Baca juga: Rumus Periode Getaran dan Frekuensi Getaran

Gaya yang berkerja pada benda di bidang miring

Beberapa benda yang bergerak biasanya dipengaruhi dengan gaya gesek. Gaya gesek ini biasanya dialami pada benda yang melaju pada bidang miring. Gaya gesek akan membuat resultan gaya F yang dibeerikan pada benda menjadi berkurang. Pada sebuah benda yang bergerak dengan laju konstan, besar gaya dorong sama dengan gaya gesek namun memiliki arah yang berbeda. Sehingga gaya total pada benda atau jumlah vektor dari kedua gaya adalah nol.

Gaya gesek yang timbul antara dua benda yang bergsekan dapat berbeda antara bidang licin dan kasar. Gaya gesek yang terdapat pada permukaan yang licin umumnya sangat kecil, atau bahkan sering diabaikan dalam perhitungan.

Besar sebuah gaya gesek akan dipengaruhi oleh nilai koefisien gaya gesekan dan gaya normal. Koefisien gaya gesekan dibedakan menjadi dua yaitu koefisien gaya gesekan statis dan kinetis. Gaya gesek statis (fs) adalah gaya gesekan yang bekerja saat benda berada dalam keadaan awalnya diam. Sedangkan gaya gesek kinetis (fk) adalah gaya gesekan yang bekerja pada benda yang bergerak (sudah memliki kecepatan).

Gerak benda di bidang miring dengan arah naik dan turun

Benda yang terletak pada bidang miring dapat memiliki perbedaan dan persamaan dengan berdasarkan arahnya. Resultan gaya akan berkerja pada keduanya, baik di bidang miring arah naik maupun arah turun.

1. Benda bergerak naik pada bidang miring

Misalnya, ada mobil dengan massa m yang bergerak naik pada sebuah jalan tanjakan. Tanjakan ini memiliki kemiringan dengan simbol  α. Pengemudi memberi gaya mobil sebesar F, gaya yang melawan gerak mobil adalah gaya gese (fk) dan gaya w sin α. Uraian komponen gaya yang bekerja pada mobil dapat lebih jelas dilihat pada gambar di bawah.

Berdasarkan gambar di atas, akan terjadi persamaan berikut.

ΣFx = m ⋅ a
F – w ⋅ sin α – f_k = m ⋅ a
F – mg ⋅ sin α – f_k = m ⋅ a

Besar gaya normal yang diberikan bidang pada mobil:

ΣFy = 0
N – w ⋅ cos α = 0
N = w ⋅ cos α = mg ⋅ cos α