Menghitung Besar Gaya Penghambat pada Mobil yang Direm
Mobil dengan massa 200 kg awalnya bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Kemudian mobil tersebut direm dengan percepatan konstan hingga mencapai kecepatan 10 m/s setelah menempuh jarak 50 m. Tugas kita adalah menghitung besar gaya penghambat yang bekerja pada mobil saat direm. Dalam masalah ini, kita diberikan massa mobil (m = 2000 kg), kecepatan awal (v1 = 20 m/s), kecepatan akhir (v2 = 10 m/s), dan jarak yang ditempuh (s = 50 m). Kita perlu mencari besar gaya penghambat (F). Untuk menghitung gaya penghambat, kita dapat menggunakan hukum Newton kedua, yang menyatakan bahwa gaya (F) sama dengan massa (m) dikalikan dengan percepatan (a): \[F = m \cdot a\] Dalam kasus ini, percepatan (a) dapat dihitung menggunakan persamaan kecepatan rata-rata: \[a = \frac{{v2 - v1}}{{t}}\] Karena kita tidak diberikan waktu (t), kita perlu mencarinya terlebih dahulu. Waktu dapat dihitung menggunakan persamaan waktu tempuh: \[t = \frac{{s}}{{v1}}\] Substitusikan nilai-nilai yang diberikan ke dalam persamaan untuk mencari waktu: \[t = \frac{{50 \mathrm{~m}}}{{20 \mathrm{~m/s}}} = 2.5 \mathrm{~s}\] Selanjutnya, substitusikan nilai waktu ke dalam persamaan percepatan untuk mencari percepatan: \[a = \frac{{10 \mathrm{~m/s} - 20 \mathrm{~m/s}}}{{2.5 \mathrm{~s}}} = -4 \mathrm{~m/s^2}\] Perhatikan bahwa percepatan negatif menunjukkan bahwa mobil mengalami perlambatan. Terakhir, substitusikan nilai massa dan percepatan ke dalam persamaan gaya untuk mencari besar gaya penghambat: \[F = 2000 \mathrm{~kg} \cdot -4 \mathrm{~m/s^2} = -8000 \mathrm{~N}\] Hasilnya, besar gaya penghambat pada mobil saat direm adalah -8000 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut berlawanan arah dengan gerakan mobil. Dalam konteks ini, gaya penghambat yang bekerja pada mobil saat direm adalah sebesar 8000 N, berlawanan arah dengan gerakan mobil. Hal ini menunjukkan bahwa ada gaya yang menghambat gerakan mobil dan menyebabkan perlambatan.