Penerapan aturan Newton pada gerak benda di bidang miring yang licin hampir sama ibarat gerak pada bidang datar, hanya saja benda yang bergerak pada bidang tersebut dibuat dengan kemiringan sudut tertentu. Oleh sebab itu untuk memudahkan memahaminya, kita anggap bidang miring tersebut yaitu sumbu x, sedangkan yang tegak lurus pada bidang miring ialah sumbu y. Sekarang perhatikan Gambar 1 di bawah ini.
 |
| Gambar 1. Komponen gaya pada gerak benda di bidang datar |
Gambar 1 di atas mengatakan sebuah balok yang bermassa m bergerak menuruni bidang miring yang licin membentuk sudut α. Gaya yang bekerja pada sumbu x yakni:
∑F = N – mg cos α
Dalam hal ini benda tidak bergerak tehadap sumbu y maka:
∑F = 0
N – mg cos α = 0
N = mg cos α
Benda bergerak tehadap bidang miring (sumbu x) maka resultan gaya yang bekerja pada bidang tersebut yakni:
∑F = ma
mg sin α = ma
a = g sin α
Keterangan:
a = percepatan benda (m/s2)
N = gaya normal (N)
m = massa benda (kg)
α = sudut yang dibuat gaya terhadap bidang datar
Contoh Soal 1
Sebuah benda dengan massa 300 kg berada pada suatu bidang miring yang licin ibarat yang terlihat pada Gambar 2 di bawah ini.
 |
| Gambar 2 |
a) Tentukan besar gaya yang mengakibatkan benda bergerak ke bawah, b) hitung kecepatan benda sehabis meluncur, c) hitung gaya normal yang dialami oleh balok.
Penyelesaian:
Jika diuraikan komponen gaya yang bekerja pada balok ibarat Gambar 2. 1 di bawah ini.
 |
| Gambar 2.1 Komponen gaya pada bidang miring |
Terlebih dahulu cari panjang AC dengan Theorema Phytagoras yakni:
AC2 = AB2 + BC2
AC2 = 82 + 62
AC2 = 64 + 36
AC2 = 100
AC = √100
AC = 10 m
sin α = BC/AC
sin α = 6/10
sin α = 0,6
cos α = AB/AC
cos α = 8/10
cos α = 0,8
a) Besar gaya yang mengakibatkan benda bergerak ke bawah (Fx) yakni:
Fx = mg sin α
Fx = 300 kg . 10 m/s2 . 0,6
Fx = 1800 N
b) Kecepatan benda sehabis meluncur yakni:
a = g sin α
a = 10 m/s2 . 0,6
a = 6 m/s2
vt = √(2as)
vt = √(2 . 6 . 10)
vt = √120
vt = 10,9 m/s
c) Gaya normal yang dialami oleh balok yakni:
N – mg cos α = 0
N = mg cos α
N = 300 kg . 10 m/s2 . 0,8
N = 2400 N
Contoh Soal 2
Sebuah balok mempunyai massa 8 kg yang awalnya membisu meluncur pada bidang miring yang mempunyai sudut kemiringan 40° terhadap lantai. a) tentukan gaya normal yang dikerjakan bidang pada balok, b) tentukan gaya yang bekerja pada balok sehingga balok meluncur, c) tentukan kecepatan balok sehabis meluncur selama 10 detik.
Penyelesaian:
Contoh soal no 2 ini hampir sama ibarat teladan soal no 1, hanya saja pada soal ini terdapat sudut yang besarnya sudah ditentukan.
 |
| Gambar 3. Komponen gaya padang bidang dengan kemiringan tertentu |
a). Gaya normal yang dikerjakan bidang pada balok yakni:
N = mg cos α
N = 8 kg . 10 m/s2 . cos 40°
N = 61,6 N
b) Gaya yang bekerja pada balok sehingga balok meluncur yakni:
F = mg sin α
F = 8 kg . 10 m/s2 . sin 40°
F = 51,2 N
c) Kecepatan balok sehabis meluncur selama 10 detik yakni:
a = g sin α
a = 10 m/s2 . sin 40°
a = 6,4 m/s2
vt = a . t
vt = 6,4 m/s2 . 10 s
vt = 64 m/s
Soal Tantangan
Sebuah balok es yang masanya 5 kg didorong dengan gaya 100 N memakai bidang miring dengan sudut 35° ibarat Gambar 4 di bawah ini.
 |
| Gambar 4 |
Jika sin 30° = 0,5 dan cos 30° = 0,87, tentukan gaya normal dan percepatan yang dialami oleh balok es tersebut.
