Setelah kita mempelajari dan memahami teori atau
hukum Newton pada materi sebelumnya, sekarang kita akan mencoba untuk
mempelajari latihan latihan yang berkaitan dengan penerapan hukum Newton ini
dalam kehidupan sehari – hari. Jika anda belum paham dengan hukum newton
silahkan baca kembali materi tersebut di sini. Karena soal-soal yang
berhubungan dengan hukum newton ini juga berkaitan dengan gerak lurus berubah
beraturan, maka sebaiknya anda juga mempelajari dan memahami terlebih dahulu
materi tersebut. Untuk mempelajarinya silahkan anda klik di sini.
Soal 1.
Hitung percepatan yang dialami benda yang bermassa
100 kg ketika ditarik dengan gaya 200 N. Tentukan juga jarak yang ditempuhnya
jika ditarik dengan gaya tersebut selama 20 detik!
penyelesaian
Dik :
m
= 100 kg
F = 200 N
t = 20 s
Dit :
Percepatan
(a) yang dialami benda?
Jarak
yang ditempuh dalam waktu 20 detik?
Jawab :
a
= Σ F / m
=
200 / 100
=
2 m/s2
St = So + Vo.t + ½.a.t2
=
0 + 0 + ½. 2. 202
=
400 meter
Soal 2
Sebuah benda yang massanya 5 kg bergerak dengan
kecepatan awal 6 m/s. Kemudian gerak benda ini ditahan dengan gaya 50 Newton.
Setelah berapa lama benda ini akan berhenti dan berapa jarak yang ditempuhnya?
penyelesaian
Dik :
m
= 5 kg
F = - 50 N (karena arahnya berlawanan
dengan gerak benda)
Vo = 6 m/s
Vt = 0 (benda berhenti)
Dit :
a.
t ?
b.
S
Jawab :
a.
Vt = Vo + a.t
0
= 6 + a. t
Cari
dulu nilai a dengan rumus :
a
= F/m
=
-50/5
=
-10 m/s2 (tanda negatif menandakan benda diperlambat)
0 = 6 + -10 t
10
t = 6
t = 6 / 10
=
0,6 detik
b.
St = So + Vo.t + ½.a.t2
=
0 + 6. 0,6 + ½. (-10) . (0,6)2
=
3,6 + -5 (0,36)
=
3,6 – 1,8
=
1,8 meter
Soal 3
Berapakah berat yang dimiliki benda bermassa 10 kg
jika diletakkan pada tempat yang memiliki grafitasi 10 m/s2
penyelesaian
Dik :
m
= 10 kg
g = 10 m/s2 (karena arahnya
berlawanan dengan gerak benda)
Dit :
Berat
benda (W)
Jawab :
W = m.g
=
10. 10
=
100 Newton
Soal 4
Sebuah benda yang massaya 20 kg terletak di atas
lantai licin dan datar. Kemudian benda dipengaruhi oleh gaya mendatar ke kanan
sebesar 200 Newton dan ke kiri sebesar 100 Newton. Setelah bergerak 10 detik
gaya ke kanan dihilangkan. Hitunglah kapan dan dimana benda tersebut akan
membalik!
penyelesaian
Dik :
m
= 20 kg
t = 10 detik
F1 = 200 N
F2 = -100 N (karena arahnya ke kiri atau
berlawanan arah dengan F1)
So = 0
Vo = 0
Dit :
a.
Waktu benda
akan membalik ?
b.
Pada jarak
berapa benda akan membalik?
Jawab :
Keadaan
I: gerak benda dari awal sampai gaya F1 dihilangkan (misalkan A sampai B)
Σ
F = F1 + F2
= 200 – 100
=
100 N
Σ
F = m.a
100 = 20 . a
a =
5 m/s2
VB =
VA + a.t (t merupakan waktu kedua gaya
masih bekerja)
=
0 + 5 . 10
=
50 m/s
SB = SA + VA . t + ½.a.t2
= 0 + 0 + ½.5.102
=
250 meter
Keadaan
II : Keadaan setelah F2 dihilangkan (misalkan dari B ke C)
Vo
= VB = 50 m/s
So
= SB = 250 meter
V
= 0 (benda kalau akan berbalik
akan diam sesaat kemudian baru membalik)
F
= F2 = - 100 N (karena arahnya ke
kiri berlawanan dg arah gerak benda)
F =
m. a
-
100 = 20 . a
a
= - 100 / 20
=
- 5 m/s2 (- menandakan benda mengalami perlambatan oleh gaya F)
V = Vo + a.t
0 = 50 + (-5).t
-50 = -5t
t = -50 / -5
=
10 detik
SC = SB + VB . t + ½.a.t2
= 250 + 50 . 10 + ½.(-5).102
=
250 + 500 – 250
=
500 m
Jadi benda berbalik setelah
menempuh jarak 500 meter dan terjadi setelah waktu 10 + 10 = 20 detik
Soal 5
Sebuah benda yang massanya 4 kg dilepaskan dari
puncak sebuah bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30 o .
Jika gaya grafitasi bumi 10 m/s2, hitunglah percepatan yang dialami
benda!
penyelesaian
Dik :
m
= 4 kg
t = 10 detik
g = 10 m/s2
α = 300
Dit :
Percepatan
(a) yang dialami benda ?
Jawab :
F = w sin α .
=
m.g sin 30o
=
4 . 10 ½
=
20 N
F = m.a
20 = 4.a
a = 20 / 4
=
5 m/s2
Soal 6
Sebuah benda yang massanya 10 kg diletakkan pada
sebuah bidang mendatar dari papan ringan. Jika grafitasi bumi 10 m/s2,
hitunglah gaya tekan normal yang dialami benda terhadap bidang papan yang
ketika digerakkan vertikal ke atas dengan kecepatan tetap dan dengan percepatan
2 m/s2.
Penyelesaian
Dik :
Dit :
a.
Gaya Normal
ketika kecepatan tetap?
b.
Gaya Normal
ketika percepatan 2 m/s2
Jawab :
a.
Σ F = m.a
N - w = 10 .0 (karena kecepatan tetap berarti tidak
ada percepatan)
N
– w = 0
N = w
N = m.g
N = 10.10
=
100 N
b.
Σ
F = m.a
N - w = 10 . 2
N
– 100 = 20
N = 20 + 100
N = 120 N
Soal 7
Suatu benda yang massanya 2 kg terletak pada
bidang miring dengan kemiringan 30o terhadap bidang datar. Benda ini
kemudian ditarik dengan sebuah gaya 50 N sejajar bidang miring ke atas selama 5
detik. Jika grafitasi bumi 10 m/s2, maka tentukanlah:
- Berapa besar
gaya normal yang dialami benda terhadap bidang miring?
- Jarak yang
ditempuh benda sampai gerakkannya akan membalik ke bawah
Penyelesaian:
Dik :
Cari
sendiri ya kawan!
Dit :
Cari
sendiri juga ya!
Jawab :
Hitung
sendiri ya!
Keren
ReplyDeleteSebuah bola msa 2kg mengelinding ke kanan dgn kecpta 40 m perdetik dipkul dgn gaya 1000 n sehingga bola bergerak ke kiri dgn kecpatn 20 m perdetik
ReplyDelete