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

Soal 8

Berapa total resultan ketiga gaya pada satu titik yang masing-masing besarnya F₁ = 10 N (θ = 0°), F₂ = 20 N (θ = 60°), dan F₃ = 10 N (θ = 180°)?
A. 10 N
B. 10√2 N
C. 10√3 N
D. 20 N
E. 40 N

Jawaban: D. 20 N
Pembahasan:
ΣFx = F₁ cos 0° + F₂ cos 60° + F₃ cos 180°
ΣFx = 10(1) + 20(0,5) + 10(-1)
ΣFx = 10 + 10 – 10
ΣFx = 10 N

ΣFy = F₁ sin 0° + F₂ sin 60° + F₃ sin 180°
ΣFy = 10(0) + 20(½√3) + 10(0)
ΣFy = 10√3 N

R = √[ΣFx² + ΣFy²]
R = √[10² + (10√3)²]
R = √[100 + 300]
R = √400
R = 20 N

Soal HOTS Resultan Gaya

Soal 9

Terdapat sebuah balok dengan massa m yang diletakkan di atas lantai horizontal kasar dengan koefisien gesek statis μ. Pak Madu ingin menarik balok tersebut dengan gaya F yang membentuk sudut θ terhadap arah horizontal. Berapakah nilai sudut θ yang paling optimal agar gaya F yang diperlukan Pak Madu untuk menggerakkan balok tersebut menjadi minimum?
A. θ = arc tan(μ)
B. θ = arc sin(μ)
C. θ = 0°
D. θ = 45°
E. θ = arc cos(μ)

Jawaban: A. θ = arc tan(μ)
Pembahasan:
Gaya-gaya yang bekerja adalah: F cos θ (horizontal), F sin θ (ke atas), N (Normal), w (berat), dan fs (gesek).
ΣFy = 0
N + F sin θ – mg = 0
N = mg – F sin θ
Agar benda bisa bergerak, maka F cos θ = fs = μN
F cos θ = μ(mg – F sin θ)
F cos θ + μF sin θ = μmg
F (cos θ + μ sin θ) = μmg
F = μmg / (cos θ + μ sin θ)
Agar F minimal, maka penyebut (cos θ + μ sin θ) harus maksimum. Dengan menggunakan turunan atau identitas trigonometri, nilai maksimum terjadi saat tan θ = μ.
Jadi, θ = arc tan(μ)

Penutup

Sudah mencoba mengerjakan contoh soal resultan gaya beserta pembahasannya? Apakah kamu masih mengalami kesulitan saat mengerjakan tersebut ataupun soal vektor?

Jangan menyerah jika masih salah dalam menjawab soal, apalagi jika tingkatannya cukup sulit. Pahami kembali konsep gaya, kemudian kerjakan soal dari yang termudah hingga tersulit.

Sebagai referensi belajar, Mamikos juga menyediakan materi fisika berbagai jenjang lengkap dengan contoh soal dan pembahasannya.

Kini, kamu tidak kesulitan lagi jika harus belajar tentang fisika secara mandiri. Semangat, ya! 📚✍️