tugas fisika 12-5-2020

1.contoh soal tentang hukum newton

1.Sebuah benda ditarik oleh 3 tali yang satu diantaranya berlawanan arah. Jika benda tersebut tetap diam di tempat meski ditarik oleh tiga gaya. Berapa nilai F3 jika nilai F1 = 14 N dan F2 = 20 N ?

jawab

FX = 0

F1 + F2 – F3 = 0

F3 = F1 + F2

F3 = 14 + 20

F3 = 34 N

2.Sebuah kubus digantung menggunakan tali di atas plafon kamar tidur. Jika massa benda sebesar 0,5 kg dan besar gravitasi bumi 10 m/s2. Berapa besar gaya tegangan tali yang bekerja pada benda?

Jawaban:

Oleh karena kubus tetap menggantung (tidak jatuh kebawah), maka berlaku hukum Newton pertama. Nah, disitu kita harus menganalisis gaya apa saja yang bekerja pada benda.

Gaya yang bekerja pada benda yaitu gaya berat dan gaya tegangan tali yang arahnya berlawanan namun besarnya sama. Kok tau besarnya sama? ya karena benda tidak jatuh.

Logikanya begini, jika gaya berat benda lebih besar dari gaya tegangan tali, maka tali akan putus dan benda akan jatuh ke lantai. Begitu sebaliknya, jika tegangan tali lebih besar daripada gaya berat benda, maka benda akan tertarik ke atas.

Pertama, kita cari tau dulu besar gaya berat benda

F = m.g

W = m.g

W = 0,5. 10

W = 5 N

Berdasarkan Hukum Newton 1, maka

∑FY = 0

W – Ftali = 0

Ftali = W

Ftali = 5 N

Jadi besar gaya tegangan tali yaitu 5 N.

3.Sebuah boneka ikon siswapedia digantung di atas kamar dengan menggunakan dua buah tali yang gayanya masing-masing sebesar 10 N dan 16 N. Jika keduanya membentuk sudut seperti pada gambar, maka berapakah besar massa boneka tersebut?. Anggaplah besar gravitasi 10 m/s2.

Jawab:

Untuk mencari massa boneka, kita bisa menggunakan jumlah resultan gaya pada sumbu-Y yang bekerja pada boneka.

∑FY = 0

w – f1y – f2y = 0

m.g = f1y + f2y

10 m = (f1 cos 30) + (f2 cos 60)

10 m = (10. 0,866) + (16. 0,5)

10 m = 8,66 + 8

m = 1,66 Kg

Jadi massa boneka ikon siswapedia memiliki bobot 1,66 Kg.

 4.Sebuah balok bermassa 5 Kg ditarik oleh dua buah gaya hingga bergerak. Jika F1 = 10 N dan F2 = 10 N, berapa besar percepatan benda tersebut?

Jawab:

Perlu kita ketahui bahwa gaya merupakan besaran vektor. Kita bisa membuat besar gaya resultan untuk menggabungkan F1 dan F2.

Fresultan = √ ((F1)2 + (F2)2) = √ (100 + 100) = √ 200 = 14,14 N

Kemudian dengan menggunakan Hukum Newton 2, maka

F = m.a

a = F/m

a = 14,4/5

a = 2,83 m/s2

Jadi percepatan balok tersebut yakni 2,83 m/s2

5.Benda diam, hitunglah gaya normal yang bekerja pada benda!

Pembahasan:

m = 6 kg

g = 10 m/s2

W = m . g

    = 6 x 10

    = 60 N

2.contoh soal usaha dan energi

1. Sebuah lemari dengan berat 50 kg di dorong dengan gaya 20 N. Hitung usaha yang bekerja pada lemari jika lemari berpindah sejauh 25 m !

Pembahasan

Diketahui :

m = 50 kg

F = 20 N

S = 25 m

Ditanya : W . . . ?

Jawab :

W = F x S

W = 20 (25)

W = 500 j

2. Sebuah balok bermassa 10 kg ditarik dengan gaya 50 N sehingga berpindah sejauh 10 m. Jika α = 60° dan gesekan antara balok dan lantai diabaikan, berapakah usaha yang dilakukan gaya itu ?

Diketahui :

m = 10 kg

F = 50 N

S = 8 m

α = 60°

Ditanya : W . . . ?

Jawab :

W = F cos α x s

W = 50 cos 60⁰ x 10

W = 50(0.5) x 10

W =250 j

3. Seorang anak yang massanya 40 kg berada di lantai3 sebah gedung pada ketinggian 15 m dari atas tanah. Hitung energi potensial anak jika sekarang anak tersebut berada di lantai 5 dan berada 25 m dari tanah !Diketahui :

m= 40 kg

h= 25 m

g = 10 m/s²

ditanya: Ep . . . ?

Jawab :

Ep = m x g x h

Ep = (40)(10)(25)

Ep = 10000 j

4. Sebuah mangga yang massanya 0.5 kg menggantung pada tangkainya dan berada 40 m dari pemukaan tanah. Hitung usaha yang dilakukan mangga jka mangga jatuh bebas dari tangkainya !

Diketahui :

m = 0.5 kg

h1 = 40

h2 = 0 (diatas permukaan tanah)

g = 10 m/s²

ditanya L

Δw . . . ?

Jawab :

Δw = mgh2 – mgh1

Δw = mg (h2 – h1)

Δw = (0,5 kg)(10 m/s2)(0 m – 40 m)

Δw = 200 joule (usaha tidak boleh -)

5. Peluru yang massanya 500 gram di tembakkan sehingga peluru bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan energi kinetik peluru tersebut !

Diketahui :

m = 500 gram = 0.5 kg

v = 10 m/s

Ditanya : Ek . . . ?Jawab :

Ek = ½ m v²

Ek = ½ (0.5)(10)²

Ek = 25 j


3.soal tentang impuls dan momemtum

1. Hitunglah besar momentum serangga yang massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.

Pembahasan :

Diketahui:

massa (m) = 22 gram = 0,022 kg

kecepatan (v) = 80 m/s

momentum(p) = …

p= m.v

= 0,022.80

= 1,76 kg m/s

2. Sebuah bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144 km/jam, Hitunglah impuls bola tenis tersebut.

Pembahasan :

Diketahui:massa = 60 gram = 0,060 kg

kecepatan(v) = 144 km/jam = 40 m/s

impuls (I) = …

I = perubahan momentum(p)

p = m.v

= 0,060.40

= 2,4 kg m/s

I= 2,4 Ns

3. Bola kasti bermassa 145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukul balik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang terjadi pada bola kasti.

Pembahasan :

Diketahui:

massa = 145 gram = 0,145 kg

kecepatan(v) = 39 m/s

v’ = 52 m/s

I = …I= perubahan momentum(p)

p₁ = 0, 145.39

= 5,655 m/s

p₂ = 0,145.52

= 7,54 m/s

I = p₂ – p₁

= 7,54 – 5,655

= 1,855 Ns

Simak Juga : Soal Besaran dan Satuan

4. Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s menumbuk gerbong yang massanya sama yang sedang diam, setelah tubukan kedua-duanya bergerak bersama-sama. Hitunglah kecepatan kedua gerbong itu setelah tumbukan.

Pembahasan :

Diketahui:

m₁ = 6500 kg

v₁ = 5 m/s

m₂ = 6500 kg

v₁ = 0 m/s (diam)

kecepatan setelah tumbukan(v’) = …Jawaban :

5. Peluru bermassa 20 gram ditembakkan dengan kecepatan 230 m/s mengenai balok yang diam di atas lantai. Massa balok 2 kg. Ternyata peluru melewati bagian dalam balokdan setelah keluar dari balok kecepatan peluru berkurang menjadi 160 m/s. Hitunglah kecepatan balok setelah ditembus peluru demikian.

Pembahasan :

Diketahui:

m₁ = 20 gram = 0,02 kg

v₁ = 230 m/s

v₁’ = 160 m/s

m₂ = 2 kg

v₂ = 0 m/s (diam)

v₂’ = …

Jawaban :