9. Perhatikan gambar berikut. F. F. 2 m, Gaya yang bekerja pada balok F, sebesar 18 N dan F, sebesar 6 N dengan masing- masing massa m, dan m, adalah 1 kg dan 3 kg. Besar dan arah percepatan balok 1 tersebut adalah . 

Pada soal tersebut terdapat dua buah balok yang dihubungkan dengan tali dan ditarik dengan gaya yang arahnya berlawanan. Berdasarkan Hukum Newton tentang gerak, benda bermassa yang dikenai gaya luar akan mengalami percepatan, seperti halnya benda yang terdapat pada soal. Hukum Newton yang menjelaskan hubungan percepatan, massa, dan gaya adalah Hukum II Newton. Sehingga untuk menjawab soal ini kita gunakan konsep Hukum II Newton ya.

Identifikasi Konsep

Hukum II Newton menyatakan "<b>Percepatan</b> yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda <b>berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan massa</b> benda itu". Hubungan ini secara matematis dapat dituliskan sebagai:
\(a\sim ΣF\)
\(a\sim \frac{1}{m}\)

Sehingga persamaan pada Hukum II Newton dapat dirumuskan sebagai

\(a=\frac{ΣF}{m}\) atau

\(ΣF=ma\)

dengan:
\(a\) = percepatan benda (m/\(s^2\))
\(ΣF\) = besar gaya (N)
\(m\) = massa benda (kg)

Sekarang kita analisis besaran yang diketahui pada soal ya.

Pada soal diketahui:
massa balok 1 \(m_1\) = 1 kg
massa balok 2 \(m_2\) = 3 kg
gaya 1 \(F_1\) = 18 N ke arah kanan
gaya 2 \(F_2\) = 6 N ke arah kiri

Ingat, gaya merupakan besaran vektor ya. Sehingga kita harus memperhatikan arah gayanya. Gaya ke arah kanan diasumsikan bernilai positif, sedangkan gaya ke arah kiri diasumsikan bernilai negatif.

Kemudian yang ditanyakan adalah besar dan arah percepatan \(a\)?

Mula-mula kita hitung dulu resultan gaya yang bekerja pada balok
\(ΣF=F_1+F_2\)
\(ΣF=18+(-6)\)
\(ΣF=18-6\)
\(ΣF=12\) N
Karena bernilai positif, artinya resultan gayanya ke arah kanan. Sehingga balok juga akan bergerak ke arah kanan ya. 

Selanjutnya kita hitung percepatannya
\(a=\frac{ΣF}{m}\)
\(a=\frac{ΣF}{m_1+m_2}\)
\(a=\frac{12}{1+3}\)
\(a=\frac{12}{4}\)
\(a=3\) m/\(s^2\)
Arah percepatan balok sesuai dengan arah gerak balok, yaitu ke kanan.

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi percepatan gerak balok tersebut adalah 3 m/\(s^2\) ke kanan.