1. Identitas
Nama Guru : Roudatul Jannah, SP
Mata Pelajaran : Fisika
Hari/ Tanggal : 28 Juli 2026
Kelas : XI F A.3 jam ke 4 dan XI F A.1 jam 9-10
Materi : Penerapan hukum Newton pada bidang Miring dan katrol
2, Tujuan Pembelajaran
1.1 Menjelaskan Pengaruh gaya terhadap gerak benda
1.2
Menganalisis Pengaruh gaya gesek terhadap
gerak benda
1.3
Menganalisis Hukum Newton tentang gerak dan penerapannya
3. Ayat Al - ur'an yang berkaitan dengan materi Pelajaran :
Qs Al - Maidah ayat : 2
perintah untuk menghormati syiar Allah (seperti bulan haram dan hewan kurban) serta orang-orang yang menuju Baitulharam. Di dalamnya terdapat larangan berbuat zalim akibat kebencian, serta perintah utama untuk tolong-menolong dalam kebaikan dan takwa, bukan dalam dosa.
Terkait Materi
(1) Perintah Tolong menolong dalam kebaikan dan takwa, ini berkaitan prinsip hukum Newton ke II tentang Gaya yang menyebabkan perpindahan seperti mempermudah melakukan kerja seperti Bidang miring, katrol merupakan pesawat sederhana untuk mempermudah kerja
4. Materi Pembelajaran :
Assalamu'alaikum wr. wb.
Anak-anak ibu yang sholeh dan sholehah selamat pagi semuanya. Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat dan dalam lindungan Alloh SWT. Pada Pertemuan kali ini kita akan membahas Penerapan hukum newton pada Bidang Miring dan Katrol
Materi : 1. Sebuah balok bermassa 5 kg. jika g = 10 m/s2 maka tentukan gaya normal yang bekerja pada balok jika diam di atas bidang miring yang membentuk sudut 300 terhadap horisontal.
Jawab
Perhatikan gambar di atas. gaya-gaya pada balok dapat dilihat pada gambar tersebut. Balok dalam keadaan diam pada arah tegak lurus bidang berarti berlaku persamaan berikut.
ΣFY = 0
N – w cos α = 0
N – w cos 30o = 0
N – 50 × ½ √3 = 0
N = 25 √3 N
2. Balok bermassa 2 kg berada dalam keadaan diam di atas sebuah bidang dengan sudut kemiringan sebesar 30o. Apabila besar percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, hitunglah gaya normal yang dialami balok tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
m = 2 kg
θ = 30o
g = 10 m/s2
Ditanyakan: gaya normal (N)
Jawab:
Garis-garis gaya yang bekerja pada balok tersebut ditunjukan seperti pada diagram di bawah ini.
Seperti yang telah diketahui dalam soal, balok berada dalam keadaan diam itu artinya tidak terjadi gerakan baik dalam arah sumbu-Y maupun sumbu-X. Karena kita akan menghitung besarnya gaya normal yang dialami balok, maka kita hanya fokus pada gaya-gaya yang bekerja pada sumbu-Y saja.
ΣFY = 0
N – wy = 0
N = wy
N = w cos θ
N = mg cos θ
N = (2)(10)(cos 30o)
N = 20 × ½√3
N = 10√3 N
3. Balok A dan balok B terletak di atas permukaan bidang miring licin dengan sudut kemiringan 37°. Massa balok A 40 kg dan massa balok B 20 kg. Kemudian balok A didorong dengan gaya F sebesar 480 N seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Tentukan besar gaya normal, percepatan gerak kedua balok dan juga gaya kontak antara balok A dan balok B.
Jawab
Diketahui:
mA = 40 kg
mB = 20 kg
F = 480 N
θ = 37°
g = 10 m/s2
Ditanyakan: Gaya normal, percepatan dan gaya kontak.
Langkah pertama adalah menggambarkan diagram gaya yang bekerja pada masing-masing balok secara terpisah untuk mempermudah membedakan gaya-gaya mana yang bekerja pada kedua balok. Perhatikan gambar di bawah ini.
FAB adalah gaya aksi yang diberikan balok A kepada balok B, sedangkan FBA adalah gaya reaksi yang diberikan balok B kepada balok A. Kedua gaya tersebut merupakan gaya kontak yang besarnya sama. Lalu untuk menentukan besar percepatan kedua balok dan juga gaya kontak, kita tinjau persamaan gerak masing-masing balok menggunakan Hukum II Newton sebagai berikut.
∎ Tinjau Balok A
Resultan gaya pada sumbu-Y
ΣFY = ma
ΣFY = 0
NA – WA cos θ = 0
NA = WA cos θ
NA = mA g cos θ
NA = (40)(10)(cos 37°)
NA = (400)(0,8)
NA = 320 N
Dengan demikian, gaya normal balok A sebesar 320 Newton.
Resultan gaya pada sumbu-X:
ΣFX = ma
F – wA sin θ – FBA = mAa
F – mAg sin θ – FBA = mAa ............... Pers. (1.3)
∎ Tinjau Balok B
Resultan gaya pada sumbu-Y
ΣFY = ma
ΣFY = 0
NB – WB cos θ = 0
NB = WB cos θ
NB = mB g cos θ
NB = (20)(10)(cos 37°)
NB = (200)(0,8)
NB = 160 N
Dengan demikian, gaya normal balok A sebesar 160 Newton.
2. Dua buah balok yaitu balok m1 dan m2 masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg. Kedua balok tersebut dihubungkan seutas tali melalui katrol licin dan massanya diabaikan. Balok m1 dan m2 masing-masing berada di atas bidang miring yang membentuk sudut sebesar 30° dan 60° terhadap arah horizontal. Jika kedua bidang miring licin sempurna, maka tentukanlah besar percepatan dan gaya tegangan tali yang bekerja pada kedua balok tersebut.
Penyelesaian
Diketahui:
m1 = 2 kg
m2 = 4 kg
α = 30°
β = 60°
g = 10 m/s2
Ditanyakan: Percepatan dan gaya tegangan tali
Jawab
Pertama kita gambarkan diagram gaya yang bekerja pada sistem. Oleh karena kedua benda berada di atas bidang miring, maka gaya berat keduanya harus kita proyeksikan terhadap sumbu-X dan sumbu-Y bidang miring. Kurang lebih, diagram gaya pada sistem ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Karena bidang miring licin dan m2 > m1, maka balok 1 akan bergerak ke atas sedangkan balok 2 akan bergerak turun dengan percepatan yang sama sebesar a. Untuk menentukan percepatan dan tegangan tali, kita tentukan resultan gaya masing-masing balok dengan menggunakan Hukum Newton sebagai berikut.
Tinjau Balok 1
ΣFX = ma
T – w1 sin α = m1a
T – m1g sin α = m1a
T = m1a + m1g sin α ..…….….. Pers. (1)
Tinjau Balok 2
ΣFX = ma
w2 sin β – T = m2a
m2g sin β – T = m2a .………... Pers. (2)
Subtitusikan persamaan (1) ke dalam persamaan (2)
m2g sin β – (m1a + m1g sin α) = m2a
m1a + m2a = m2g sin β – m1g sin α
(m1 + m2)a = (m2 sin β – m1 sin α)g
a | = | (m2 sin β – m1 sin α)g | .………... Pers. (3) |
m1 + m2 |
Kemudian, masukkan nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke persamaan (3)
a | = | [(4)(sin 60°) – (2)(sin 30°)]10 |
2 + 4 |
a = [(4)(0,87) – (2)(0,5)]10/6
a = (3,48 – 1)10/6
a = (2,48)10/6
a = 24,8/6
a = 4 m/s2
Jadi besar percepatan kedua balok yang berada di bidang miring licin adalah 4 m/s2. Untuk menentukan besar gaya tegangan tali, kita masukkan nilai percepatan ke persamaan (1) sebagai berikut.
T = m1a + m1g sin α
T = (2)(4) + (2)(10)(sin 30°)
T = (8) + (20)(0,5)
T = 8 + 10
T = 18 N
Dengan demikian, besar gaya tegangan tali yang bekerja pada balok 1 dan 2 untuk bidang miring licin adalah 18 Newton.
Diskusikan : Aktivitas Belajar 3.3- 3.4 di Halaman 58-59 .
Refleksi : pada pembelajaran di kelas XI F A1 dari 36 siswa 7 sakit 1 ijin pulang. Pemahaman dan daya serap siswa kurang lebih 50% perlu pengulangan dan penguatan pembelajaran materi tersebut.
