9 Contoh Soal Resultan Gaya beserta Pembahasannya Lengkap | Materi Fisika Kelas 12 SMA

Materi tentang gaya di kelas 12 SMA lebih rumit dibandingkan jenjang sebelumnya.

Ditambah lagi jika kamu belajar tentang resultan gaya kemudian diberi contoh soal resultan gaya beserta pembahasannya yang melibatkan banyak tanda panah dan sudut. ↖️↗️

Agar kamu semakin paham dengan materi resultan gaya, simak berbagai contoh soal berikut ini.

Contoh Soal Resultan Gaya beserta Pembahasannya

Baca Juga :

5 Contoh Gerak Parabola beserta Pengertian, Ciri-ciri, Rumus, dan Contoh Soal Plus Jawaban

Ingat-ingat kembali konsep pengertian gaya dan resultan gaya dalam fisika agar kamu tidak bingung saat dihadapkan dengan berbagai tingkat kesulitan soal.

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang membuat benda bergerak, sedangkan resultan gaya adalah gabungan berbagai gaya yang bekerja di suatu sistem atau benda dengan memperhatikan arahnya (besaran vektor).

Baca Juga :

7 Contoh Soal Efek Compton dan Pembahasannya dengan Rumus | Materi Fisika Kelas 12 SMA

Rumus Penting Resultan Gaya

Agar kamu lebih mudah saat mengerjakan soal-soal terkait resultan gaya, pahami rumus penting berikut ini:

Gaya Searah dan Berlawanan Arah

Jika kamu menemukan suatu gaya bekerja pada garis lurus yang sama, maka untuk mencari resultan hanya perlu menjumlahkan atau mengurangkannya.

Gaya Searah: R = F₁ + F₂ + … + Fn
Gaya Berlawanan Arah: R = F₁ – F₂ (dengan ketentuan F₁ > F₂)

Gaya Tegak Lurus dan Membentuk Sudut

Jika ada dua gaya yang membentuk sudut tertentu (θ), maka kamu bisa menggunakan rumus kosinus:

Membentuk Sudut θ: R = √[F₁² + F₂² + (2 × F₁ × F₂ × cos θ)]
Tegak Lurus (θ = 90°): R = √(F₁² + F₂²) (menggunakan prinsip Pythagoras)

Agar bisa lancar mengerjakan soal terkait gaya yang membentuk sudut, hafalkan sudut-sudut istimewa seperti 30°, 45°, 60° beserta tabel nilai sin dan cos.

Baca Juga :

5 Contoh Soal Gaya Gesek beserta Pembahasannya, Referensi Bahan Belajar

Metode Komponen Vektor

Jika kamu menemukan ada dua lebih gaya yang membentuk sudut berbeda-beda, maka proyeksikan setiap gaya pada sumbu X dan sumbu Y:

Komponen Sumbu-X: ΣFx = F₁ cos θ₁ + F₂ cos θ₂ + …
Komponen Sumbu-Y: ΣFy = F₁ sin θ₁ + F₂ sin θ₂ + …
Resultan Akhir: R = √[(ΣFx)² + (ΣFy)²]
Arah Resultan (tan α): tan α = ΣFy / ΣFx

Untuk memudahkan, perlu kamu ketahui bahwa F cos θ dapat digunakan untuk sisi yang berada”di samping” sudut, sedangkan F sin θ digunakan untuk yang berada “di depan” sudut.

Sudah siap untuk mengerjakan contoh soal resultan gaya beserta pembahasannya?

Soal Resultan Gaya Pilihan Ganda

Soal 1

Terdapat dua buah gaya yang bekerja pada satu garis kerja yang sama dan searah. Apabila gaya pertama (F₁) besarnya 25 N dan gaya kedua (F₂) besarnya 35 N, maka besar resultan kedua gaya tersebut adalah…
A. 10 N
B. 30 N
C. 40 N
D. 50 N
E. 60 N

Jawaban: E. 60 N
Pembahasan: Pada soal diketahui bahwa kedua gaya searah, sehingga untuk mencari tahu resultannya, kamu bisa menjumlahkan kedua gaya tersebut
R = F₁ + F₂
= 25 N + 35 N
= 60 N

Soal 2

Andi dan Beni sedang bermain tarik tambang. Andi menarik tali ke arah kanan dengan gaya 120 N, sedangkan Beni menarik ke arah kiri dengan gaya 150 N. Besar dan arah resultan gaya tersebut adalah…
A. 30 N ke arah kanan
B. 30 N ke arah kiri
C. 270 N ke arah kanan
D. 270 N ke arah kiri
E. 0 N (seimbang)

Jawaban: B. 30 N ke arah kiri
Pembahasan: Jika gaya berlawanan arah, maka untuk mencari besar resultannya dengan cara dikurangi. Anggap bahwa arah kanan menunjukkan nilai positif dan arah kiri nilainya negatif.
R = F₁ (kanan) – F₂ (kiri)
R = 120 N – 150 N
R = -30 N
Tanda negatif menunjukkan arah ke kiri yang besarnya 30 N.