Soal dan Pembahasan Bab 5 Dinamika Partikel – Fisika SMA 1

Soal dan Pembahasan Bab 5 Dinamika Partikel - Fisika SMA 1

 

#Soal 1

Suatu benda (balok) terletak di atas bidang datar yang licin. Balok mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda tetap diam, berapa besar F2?

Pembahasan
Karena benda tetap diam, sesuai dengan hukum I Newton
F = 0
F1 F2 = 0
F2 = F1
= 15 N

 

#Soal 2

Sebuah beban meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap 4 m/s. Jika F1 dan F3 ke kanan dengan F1 = 10 N dan F2 ke kiri dengan besar 20 N, berapakah besar F3?

Pembahasan
Sesuai dengan hukum I Newton, gaya yang bergerak lurus beraturan (kecepatan tetap) adalah nol karena tidak memiliki percepatan.
F = 0
F1 + F3 F2 = 0
F3= F2 F1
F3= 20 – 10
F3= 10 N

 

#Soal 3

Beban yang beratnya 50 N tergantung pada 2 tali seperti ditunjukkan gambar (sin 37o = 0,6). Tentukan besar gaya tegangan tali T1 dan T2!

Pembahasan
Gambarkan dahulu diagram gaya-gayanya seperti pada gambar di bawah.

Selanjutnya, kita tinjau beban w. Karena beban m diam maka
F = 0
T w = 0 maka
T = w = 50 N
Selanjutnya, kita tinjau pada cabang tali.

 

#Soal 4

Balok B massanya 2 kg ditarik dengan gaya F yang besarnya 6 Newton. Tentukan percepatan yang dialami balok.

Pembahasan
Diketahui F = 6 N dan m = 2 kg
Berdasarkan hukum II Newton
F = m.a
6 = 2a
a
=6 / 2
a = 3 m/s^2

 

#Soal 5

Balok B mengalami dua gaya masing-masing F1 = 25 N dan F2 = 20 N seperti ditunjukkan pada gambar. Tentukan percepatan balok B.

Pembahasan
Diketahui: F
1 = 25 N dan F2 = 20 N
Berdasarkan hukum II Newton

 

#Soal 6

Jika balok B yang massanya 2 kg mengalami percepatan 5 m/s2 ke kanan, tentukan besar F3.

Pembahasan
Diketahui: m = 2 kg; a = 5 m/s2;
F1 = 10 N; F2 = 40 N
Karena ∑
F = m.a
F
1 + F2 F3 = m.a
10 + 40 – F
3 = (2 kg)(5m/s2)
50 – 10 =
F3
F3= 40 N

 


 

#Soal 7

Tentukan berat benda yang memiliki massa 2 kg, jika g = 9,8 m/s^2.

Pembahasan
w = m.g
w
= 2.(9,8)
w = 19,6 N

 

#Soal 8

Beban m bermassa 5 kg terletak di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30 derajat. Tentukan percepatan beban m tersebut jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s^2!

Pembahasan
Diketahui: m = 5 kg; θ = 30o; g = 10 m/s^2
Pada beban hanya bekerja gaya berat sehingga percepatan beban:

a = g sin θ
= 10 sin 30 derajat
= 10 (1/2)
= 5 m/s^
2

 

#Soal 9

Beban m bermassa 5 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s2 terletak di atas bidang miring dengan sudut kemiringan
37
o (sin 37o = 0,6). Beban mengakhiri gaya F mendatar sebesar 20 N (perhatikan gambar). Tentukan percepatan benda!

Pembahasan

Diketahui: m = 5 kg; g = 10 m/s^2; θ = 37 derajat;
sin 37derajat
 = 0,6; F = 20 N
Kita uraikan dahulu gaya pada beban
m (perhatikan gambar) sehingga gaya-gaya yang memengaruhi gerakan m turun. Berdasarkan gambar tersebut tampak bahwa gaya-gaya yang memengaruhi gerakan m adalah gaya m.g.sin 37deajat dan F cos 37derajat. Berdasarkan hukum II Newton
F = m.a
m
.g sin 37 derajat – cos 37derajat = m.a
(5).(10).(0,6) – (20).(0,8) = 5.a
5a = 30 – 16
a = 2,8 m/s^2

 

#Soal 10

Beban m1 = 4 kg terletak di atas bidang datar yang licin dihubungkan dengan tali tanpa gesekan melalui katrol ke beban m2 = 1 kg yang tergantung. Perhatikan gambar berikut. Tentukan besar T!

Pembahasan

Karena bidang licin, m1 bergerak ke kanan dan m2 bergerak turun. Gaya-gaya yang searah dengan gesekan positif berlawanan dengan arah gesekan negatif.
Sesuai dengan hukum II Newton pada
m1 berlaku
F = m.a
T
= m1.a
Pada m2 berlaku m2.g T = m2.a.
Jika keduanya digabung diperoleh

Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 maka besar percepatan kedua beban

Besar T dapat dihitung dari T = m1.a = (4) . (2) = 8 N

 

#Soal 11

Sebuah benda bermassa 100 gram bergerak melingkar beraturan dengan laju 3 m/s. Jika jari-jari lingkaran 40 cm, berapakah gaya sentripetal yang dialami benda ini?

Pembahasan
Diketahui: m = 100 gram = 0,1 kg; v = 3 m/s; r = 40 cm = 0,4 m
Dari data yang diketahui, gaya sentripetal dapat ditentukan dengan persamaan

 

#Soal 12

Sebuah benda bermassa 600 gram diikat pada ujung seutas tali yang panjangnya 1,5 m. Bola berputar dalam satu lingkaran horizontal seperti yang ditunjukkan pada gambar di samping. Jika tali mengalami tegangan maksimum 40 N, berapakah kelajuan maksimum bola sebelum tali putus?

Pembahasan
Diketahui: m = 600 gram = 0,6 kg; panjang tali = jari-jari, r = 1,5 m; tegangan tali maksimum = gaya sentripetal,
T = Fs = 40 N

 

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*