Soal No.1
Jika sebuah truk memiliki massa 3 ton dalam keadaan diam. Hitunglah berapa gaya truk tersebut jika melaju selama 30 detik dengan kecepatan 18km/jam.
Pembahasan
Dalam memecahkan persoalan tersebut kita menggunakan Hukum Newton II
m = 3 ton = 3000 kg
V1 = 0
V2 = 18 km / jam = 5 m/s
a = (V2 - V1)t
a = (5 m/s - 0)30 s
a = 16 m/s2
Gaya yang dikerjakan oleh truk tersebut dengan rumus Hukum Newton II
F = m.a
F = 3000 .16
F = 500 N
Dengan demikian gaya yang dikerjakan oleh truk tersebut adalah 500 N
Soal No.2
Diketahui dua buah gaya masing-masing F1 = 70 N dan F2 = 30 N bekerja pada suatu benda dengan arah ke kanan. Berapakah resultan kedua benda tersebut ?
Pembahasan
Dalam memecahkan persoalan tersebut kita menggunakan resultan gaya
F1 = 70 N
F2 = 30 N
R = F1 + F2
R = 70 + 30
R = 100 N
Jadi resultan gayanya adalah 100 N
Soal No.3
Diketahui dua buah gaya masing-masing F1=75 N ke kiri dan F2= 60 N ke kanan. Hitunglah resultan kedua gaya benda tersebut dan tentukanlah pula arahnya!
Pembahasan
Dalam memecahkan persoalan tersebut kita menggunakan resultan gaya
F1 = 75 N (ke kiri)
F2 = 60 N (ke kanan)
R = F1 – F2
R = 75N - 60N
R = 15 N (arahnya ke kiri)
Jadi resultan gayanya adalah 15 N dengan arah ke kiri
Soal No.4
Seorang remaja memiliki massa 52 kg. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2. Hitunglah berat si remaja tersebut ?
Pembahasan
Dalam menjawab soal tersebut digunakan rumus gaya berat dari Hukum Newton III
m = 52 kg
g = 10 m/s2
w = m . g
w = 52 . 10
w = 520 N
Jadi berat si remaja tersebut adalah 520 N
Soal No.5
Sebuah batu memiliki berat 100 newton. Apabila percepatan gravitasi buminya 10 m/s2. Berapakah massa batu tersebut?
Pembahasan
Dalam menjawab soal tersebut digunakan rumus gaya berat dari Hukum Newton III
W = 100 N
g = 10 m/s2
W = m . g
m = Wg
m = 10010 = 10 kg
Jadi massa batu tersebut adalah 10 kg
Soal No.6
Massa sebuah batu di bumi 20 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 N/kg dan percepatan gravitasi bulan seperenam percepatan gravitasi bumi. Berkurang berapakah berat batu ketika dibawa ke bulan?
Pembahasan
Dalam menjawab soal tersebut digunakan rumus gaya berat dari Hukum Newton III
Kondisi batu di bumi
mbumi = 20 kg
gbumi = 9,8 N/kg
wbumi = mbumi. gbumi
wbumi = 20 . 9.8
wbumi = 196 N
Kondisi batu di bulan
mbulan = 20 kg (massa benda tidak akan berubah dimanapun berada)
gbulan = 1/6.gbumi = 1/6 x 9,8 N/kg = 1,6 N/kg
wbulan = mbulan. gbulan
wbulan = 20 . 1.6
wbulan = 32 N
Berat batu yang berkurang adalah = 196 - 32 = 164 N
Soal No.7
Sebuah truk memiliki massa 2.000 kg bergerak dengan kelajuan 16 m/s. Jika seandainya truk tersebut direm dengan gaya 8.000 N. Tentukan berapa jarak yang ditempuh truk mulai direm sampai berhenti?
Pembahasan
Pemecahannya menggunakan Hukum Newton II pada Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
m = 2.000 kg
v0 = 16 m/s
vt = 0 m/s (direm sehingga berhenti)
F = -8.000 N
F = m . a
a = F/m
a = -8.000/2.000
a = -4 m/s
Jarak yang ditempuh selama perlambatan.
Vt2 = V02 + 2 . a . s
0 = 162 +2 . (-4) . s
0 = 256 – 8s
8s = 256
s = 32 m
Jadi Jarak yang ditempuh truk tersebut adalah 32 m
Latihan Soal Energi Potensial dan Energi Kinetik
Soal No.1
Terdapat sebuah bola dengan massa 2 kg, terletak di atas lemari dengan ketinggian 3 m. Berapakah energi potensial bola? (percepatan gravitasi bumi = 10 m/s
2)
Pembahasan
m = 2 kg
h = 3 m
g = 10 m/s2
Ep = m . g . h
Ep = 2 . 10 . 3
Ep = 60 Joule
Soal No.2
Buah kelapa yang masih menggantung dipohon kira-kira massanya 1,5 kg. Jika ketinggian pohon kelapa tersebut 8 meter. Berapa energi potensial buah kelapa tersebut ? (percepatan gravitasi bumi = 10 m/s
2)
Pembahasan
m = 1,5 kg
h = 8 m
g = 10 m/s2
Ep = m . g . h
Ep = 1,5 . 10 . 8
Ep = 120 Joule
Jadi energi potensial pada kelapa tersebut adalah 120 Joule.
Soal No.3
Energi 6000 Joule digunakan untuk mengangkat sebuah benda yang memiliki massa 50 kg. Hitunglah tinggi benda yang mampu diangkat oleh energi tersebut ? (g = 10 m/s2)
Pembahasan
Ep = 6000 Joule
m = 50 kg
g = 10 m/s
2Ep = m . g . h
6000 = 50 . 10 . h
6000 = 500h
h =
6000500
= 12 meter
Jadi tinggi benda tersebut adalah 12 meter
Soal No.4
Buah kelapa dengan massa 2 kg berada pada tangkainya setinggi 8 meter di atas tanah sedangkan buah nangka bermassa 3 kg berada 4 meter di atas tanah. Tentukan perbandingan energi potensial yang dimiliki keduanya.
Pembahasan
m
(kelapa) = 2 kg
h
(kelapa) = 8 m
m
(nangka) = 3 kg
h
(nangka) = 4 m
Perbandingan Energi Potensial Kelapa dengan Energi Potensial Nangka
Ep(kelapa)Ep(nangka)
=
m(kelapa) . g . h(kelapa)m(nangka) . g . h(nangka)
Ep(kelapa)Ep(nangka)
=
m(kelapa) . h(kelapa)m(nangka) . h(nangka)
Ep(kelapa)Ep(nangka)
=
2 . 83 . 4
Ep(kelapa)Ep(nangka)
=
1612
=
13
Jadi Perbandingan Energi Potensial Kelapa dengan Energi Potensial Nangka adalah 1 : 3
Soal No.5
Sebuah pesawat yang memiliki massa m mengudara pada ketinggian h dan memiliki energi potensial sebesar 1400 J. Pesawat kemudian mengubah ketinggiannya menjadi 2h, maka energi potensial pesawat sekarang adalah sebesar .... ?
Pembahasan
Ep
1 = 1400 J
h
1 = h
h
2 = 2h
Ep1Ep2
=
h1h2
1400Ep2
=
h2h
1400 . 2h = Ep
2 . h
2800h = Ep
2 . h
Ep
2 =
2800hh
= 2800 J
Dengan demikian, Energi Potensial (Ep) pesawat sekarang adalah 2800 Joule
Soal No.6
Jika diketahui Energi Potensial benda pada ketinggian 5 meter sebesar 6000 J, berapakah perkiraan massa benda jika diketahui percepatan gravitasi bumi (g) adalah 10 m/s
2 ?
Pembahasan
Ep = 6000 Joule
h = 5 m
g = 10 m/s
2Ep = m . g . h
6000 = m . 10 . 5
6000 = 50 m
m =
600050
= 120 kg
Jadi massa benda tersebut adalah 120 kg
Soal No.7
Sebuah benda berada pada ketinggian seperti yang terlihat pada gambar berikut :
Ketika benda telah turun sejauh 2 meter dari posisi mula-mula. Hitunglah nilai energi potensial yang dimiliki benda tersebut sekarang ?
Pembahasan
Ep
1 = 6000 J
h
1 = 10 m
h
2 = 8 m (karena telah turun 2 meter dari posisi tinggi semula)
Ep1Ep2
=
h1h2
6000Ep2
=
108
6000 . 8 = Ep
2 . 10
48000 = 10Ep
2Ep
2 =
4800010
= 4800 Joule
Jadi Ep benda itu sekarang adalah 4800 Joule
Soal No.8
Seekor elang terbang pada ketinggian 8 m dengan kecepatan 2 m/s. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik elang adalah ...
A. 1 : 20
B. 1 : 40
C. 20 : 1
D. 40 : 1
Pembahasan
h = 8 m
v = 2 m/s
EpEk
=
m . g . h1/2 . m . v2
EpEk
=
g . h1/2 . v2
EpEk
=
10 . 81/2 . 22
EpEk
=
801/2 . 4
=
802
=
401
Jawab : DSoal No.9
Seorang pelari berlari dengan kecepatan 5 m/s. Jika massa pelari 64 kg, maka besar energi kinetik pelari adalah ....?
A. 600 Joule
B. 800 Joule
C. 120 Joule
D. 4000 Joule
Pembahasan
v = 5 m/s
m = 64 kg
Ek =
12
m . v
2Ek =
12
64 . (5)
2Ek = 32 . 25 = 800 Joule
Jawab : BSoal No.10
Sebuah benda memiliki energi kinetik sebesar 200 J karena benda tersebut bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Maka besar massa benda tersebut adalah ....
A. 2 kg
B. 4 kg
C. 12 kg
D. 40 kg
Pembahasan
Ek = 200 J
v = 36 km/jam = 10 m/s
Ek =
12
m . v
2200 =
12
m . 10
2200 =
12
100m
200 = 100m
m =
200100
= 2 kg
Jawab : ASoal No.11 (UN FISIKA 2012)
Seorang pemain bola menendang bola bermassa 200 gram dengan kecepatan 20 m/s, maka energi kinetik bola tersebut adalah ...?
A. 25 joule
B. 40 joule
C. 50 joule
D. 400 joule
Pembahasan
m = 200 gram = 0,2 kg
v = 20 m/s
Ek =
12
m . v
2Ek =
12
0,2 . 20
2Ek = 0,1 . 400 = 40 Joule
Jawab : BSoal No.12 (UN FISIKA 2012)
Sebutir peluru bermassa 10 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s. energi kinetik peluru tersebut adalah....
A. 50 joule
B. 1.000 joule
C. 10.000 joule
D. 50.000 joule
Pembahasan
m = 10 gram = 0,01 kg
v = 100 m/s
Ek =
12
m . v
2Ek =
12
0,01 . 100
2Ek =
12
0,01 . 10000
Ek = 50 Joule
Jawab : ASoal No.13 (UN FISIKA 2014)
Dua benda A dan B memiliki massa sama. Benda A bergerak dengan energi kinetik 4 J dan B dengan energi kinetik 16 J. Perbandingan kecepatan benda A dengan B adalah....
A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 4 : 1
Pembahasan
Ek
(A) = 4 J
Ek
(B) = 16 J
Ek(A)Ek(B)
=
v(A)2v(B)2
416
=
v(A)2v(B)2
v(A)v(B)
=
√4√16
=
24
=
12
Jawab : ASoal No.14
Dua buah mobil dengan massa yang sama melaju dengan kecepatan masing-masing 36 km/jam dan 72 km/jam. Perbandingan energi kinetik mobil A dan mobil B adalah ...
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 1 : 4
D. 4 : 1
Pembahasan
v
(A) = 36 km/jam = 10 m/s
v
(B) = 72 km/jam = 20 m/s
Ek(A)Ek(B)
=
v(A)2v(B)2
Ek(A)Ek(B)
=
102202
Ek(A)Ek(B)
=
100400
=
14
Jawab : C
0 komentar:
Posting Komentar