Usaha Gaya Berat pada Bidang Miring Licin: Contoh Soal Fisika SMA

Artikel ini membahas contoh soal fisika SMA tentang usaha oleh gaya berat pada bidang miring licin. Fokus utamanya adalah memilih komponen gaya berat yang searah perpindahan benda.

Soal

Benda seberat 30 N berada pada bidang miring yang licin, dengan sudut kemiringan $37°$. Jika benda meluncur sejauh 1 m, maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat adalah …

• A. $30\cos 37°$ J
• B. $30\tan 37°$ J
• C. $30\sin 37°$ J
• D. $30\tan 53°$ J
• E. $30\sin 30°$ J

Jawaban Singkat

C. $30\sin 37°$ J

Pembahasan

Usaha adalah energi yang diberikan oleh gaya ketika gaya itu menyebabkan perpindahan. Rumus dasarnya:

Di sini $F_{\parallel}$ berarti komponen gaya yang sejajar dengan arah perpindahan. Karena benda bergerak sepanjang bidang miring, hanya komponen berat yang sejajar bidang yang melakukan usaha.

Pada bidang miring dengan sudut $37°$, komponen gaya berat sepanjang bidang adalah:

Berat benda $W = 30$ N dan jarak luncur $s = 1$ m, sehingga:

Jika memakai pendekatan $\sin 37° \approx 0{,}6$, maka besar usahanya sekitar:

Jadi jawaban yang tepat adalah C. $30\sin 37°$ J.

Catatan Penting

Pilihan $30\cos 37°$ memakai komponen gaya yang tegak lurus bidang. Komponen itu tidak searah dengan perpindahan benda, sehingga tidak dipakai untuk menghitung usaha sepanjang bidang miring.

Materi terkait: usaha dan energi, komponen gaya, bidang miring, dan gaya berat.