OSN-2024-01
Partikel di Atas Bidang Miring Bergerak
OSN · 2024 · Mekanika
Sebuah partikel bermassa $m$ hanya dapat bergerak pada bidang $x$$y$ di suatu permukaan bidang miring licin dengan
sudut kemiringan $𝜙$. Bidang miring bergerak lurus dipercepat dengan percepatan konstan $A$ dan bagian bawahnya
terhubung dengan suatu osilator sehingga bidang miring berosilasi vertikal dengan simpangan $h$($t$) = $h_{0}$ sin($𝜔$$t$) dari
ketinggian referensi. Diketahui kondisi awal gerak partikel adalah $x$(0) = 0, $y$(0) = $y_{0}$ , $v$$x$ (0) = $v_{0}$ , $v$$y$ (0) = 0, dan
besar percepatan gravitasi adalah $g$.
Tentukan:
(a) posisi partikel $x$($t$) dan $y$($t$) sebagai fungsi dari waktu. Nyatakan jawaban kalian dalam $y_{0}$ , $v_{0}$ , $g$, $A$, $h_{0}$ , $𝜔$, dan
$t$ dengan $t$ adalah waktu yang telah ditempuh partikel.
(b) nilai maksimum dari besar gaya kontak antara partikel dan bidang miring. Nyatakan jawaban kalian dalam $g$,
$A$, $h_{0}$ , dan $𝜔$.
(c) energi mekanik partikel relatif terhadap kerangka inersial $X$$Y$$Z$ sebagai fungsi dari waktu. Nyatakan jawaban
kalian dalam $y_{0}$ , $v_{0}$ , $g$, $A$, $h_{0}$ , $𝜔$, dan $t$.
(d) Jika partikel sampai di posisi $y$ = 0 tepat pada saat bidang miring telah berosilasi sebanyak 10 kali, tentukan
$𝜔$. Nyatakan jawaban kalian dalam $y_{0}$ , $v_{0}$ , $g$, $A$, dan $h_{0}$ .
a. posisi partikel $x$($t$) dan $y$($t$) sebagai fungsi dari waktu. Nyatakan jawaban kalian dalam $y_{0}$ , $v_{0}$ , $g$, $A$, $h_{0}$ , $𝜔$, dan
$t$ dengan $t$ adalah waktu yang telah ditempuh partikel.
b. nilai maksimum dari besar gaya kontak antara partikel dan bidang miring. Nyatakan jawaban kalian dalam $g$,
$A$, $h_{0}$ , dan $𝜔$.
c. energi mekanik partikel relatif terhadap kerangka inersial $X$$Y$$Z$ sebagai fungsi dari waktu. Nyatakan jawaban
kalian dalam $y_{0}$ , $v_{0}$ , $g$, $A$, $h_{0}$ , $𝜔$, dan $t$.
d. Jika partikel sampai di posisi $y$ = 0 tepat pada saat bidang miring telah berosilasi sebanyak 10 kali, tentukan
$𝜔$. Nyatakan jawaban kalian dalam $y_{0}$ , $v_{0}$ , $g$, $A$, dan $h_{0}$ .
LabFisika menampilkan pernyataan soal untuk latihan. Kunci jawaban resmi tidak dipublikasikan di sini — gunakan AI tutor untuk petunjuk Sokratik.