Analisis Gerak Roda Pejal pada Bidang Miring

Roda pejal dengan massa 5 kg dan jari-jari 10 cm menggelinding sempurna pada bidang miring yang memiliki sudut kemiringan $37^{\circ }$ tanpa kecepatan awal. Dalam artikel ini, kita akan menganalisis beberapa aspek gerak roda pejal ini. a. Besar Percepatan Roda Selama Menggelinding Untuk menentukan besar percepatan roda selama menggelinding, kita dapat menggunakan persamaan Newton kedua, yaitu $F = ma$, di mana $F$ adalah gaya yang bekerja pada roda, $m$ adalah massa roda, dan $a$ adalah percepatan roda. Dalam kasus ini, gaya yang bekerja pada roda adalah gaya gravitasi dan gaya gesek. Gaya gravitasi dapat dihitung menggunakan persamaan $F_g = mg$, di mana $m$ adalah massa roda dan $g$ adalah percepatan gravitasi. Gaya gesek antara roda dan bidang miring dapat dihitung menggunakan persamaan $F_f = \mu N$, di mana $\mu$ adalah koefisien gesek antara roda dan bidang miring, dan $N$ adalah gaya normal yang diberikan oleh $N = mg \cos(\theta)$, di mana $\theta$ adalah sudut kemiringan bidang miring. Dengan menggabungkan persamaan-persamaan di atas, kita dapat menentukan percepatan roda selama menggelinding. b. Koefisien Gesek antara Roda dengan Bidang Miring Koefisien gesek antara roda dan bidang miring dapat dihitung menggunakan persamaan $F_f = \mu N$, di mana $F_f$ adalah gaya gesek dan $N$ adalah gaya normal. Dalam kasus ini, gaya normal dapat dihitung menggunakan persamaan $N = mg \cos(\theta)$, di mana $\theta$ adalah sudut kemiringan bidang miring. Dengan menggabungkan persamaan-persamaan di atas, kita dapat menentukan koefisien gesek antara roda dan bidang miring. c. Besar Jarak yang Ditempuh Roda setelah Bergerak selama 3 s Untuk menentukan besar jarak yang ditempuh roda setelah bergerak selama 3 s, kita dapat menggunakan persamaan gerak lurus beraturan, yaitu $s = ut + \frac{1}{2}at^2$, di mana $s$ adalah jarak yang ditempuh, $u$ adalah kecepatan awal, $a$ adalah percepatan, dan $t$ adalah waktu. Dalam kasus ini, kecepatan awal roda adalah nol, sehingga persamaan tersebut menjadi $s = \frac{1}{2}at^2$. Dengan menggunakan nilai percepatan yang telah kita hitung sebelumnya, kita dapat menentukan besar jarak yang ditempuh roda setelah bergerak selama 3 s. d. Besar Energi Kinetik Total setelah Bergerak selama 3 s Untuk menentukan besar energi kinetik total setelah bergerak selama 3 s, kita dapat menggunakan persamaan energi kinetik, yaitu $E_k = \frac{1}{2}mv^2$, di mana $E_k$ adalah energi kinetik, $m$ adalah massa roda, dan $v$ adalah kecepatan roda. Dalam kasus ini, kecepatan awal roda adalah nol, sehingga persamaan tersebut menjadi $E_k = \frac{1}{2}m(\frac{2s}{t})^2$. Dengan menggunakan nilai jarak yang telah kita hitung sebelumnya, kita dapat menentukan besar energi kinetik total setelah bergerak selama 3 s. Dalam artikel ini, kita telah menganalisis beberapa aspek gerak roda pejal pada bidang miring, yaitu besar percepatan roda selama menggelinding, koefisien gesek antara roda dan bidang miring, besar jarak yang ditempuh roda setelah bergerak selama 3 s, dan besar energi kinetik total setelah bergerak selama 3 s. Semoga artikel ini dapat memberikan pemahaman yang