Page 71 - E-modul Fisika SMA (Usaha dan Energi)
P. 71
Contoh soal 3
Romi sedang bermain skateboard pada lintasan tanpa gesekan yang berbentuk
seperempat lingkaran dengan jari-jari lintasan R = 3 m. Massa Romi dan
skateboard- nya 25 kg. Ia bergerak dari keadaan diam. Pada saat mencapai
kedudukan terendah (di dasar lintasan), hitunglah (a) kelajuan romi dan (b) gaya
normal yang bekerja pada Romi.
Penyelesaian
(a) Dengan memandang anak dan skateboardnya sebagai partikel, diagram benda
bebas ditunjukkan seperti pada gambar b. Gaya normal N selalu tegak lurus
lintasannya sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya normal sama dengan
nol. Jadi, = 0, sehingga berlaku hukum kekekalan energi.
Kita dapat mengambil titik 1 pada awal gerakan, titik 2 pada dasar lintasan, y = 0
pada dasar lintasan. Dengan demikian, = dan = 0. Romi bergerak dari
1
2
1 2
keadaan diam sehingga = 0. Dengan demikian, = 0, = , =
1
2
1
2
1
2
, dan = 0. Berdasarkan hukum kekekalan energi diperoleh
2
+ = +
2
2
1
1
1
0 + = 2 2 + 0
2
= √2 = √2(9,8)(3) = 7,67 /
2
Jadi kelajuan romi adalah 7,67 m/s.
65
