Rangkuman, Soal Dan Pembahasan Perjuangan Dan Energi Part 2
Soal No. 4
Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah 103 N, maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat semoga menjadi rata dengan permukaan tanah adalah....
Pembahasan
Dua rumus perjuangan yang terlibat disini adalah:
Pada martil :
W = m g Δ h
Pada tanah oleh gaya gesekan:
W = F S
Cari kedalaman masuknya tongkat (S) oleh sekali pukulan martil:
F S = mgΔh
(103) S = 10 (10)(0,5)
S = 50/1000 = 5/100 m = 5 cm
Jadi sekali jatuhnya martil, tongkat masuk tanah sedalam 5 cm. Untuk tongkat sepanjang 40 cm, maka jumlah jatuhnya martil:
n = 40 : 5 = 8 kali
Soal No. 5
Sebuah balok berada pada sebuah bidang miring dengan koefisien goresan 0,1 menyerupai diperlihatkan gambar berikut.
Balok turun ke bawah untuk tinjauan 5 meter.
Tentukan:
a) gaya-gaya yang bekerja pada balok
b) perjuangan masing-masing gaya pada balok
c) perjuangan total
Gunakan g = 10 m/s2, sin 53o = 0,8, cos 53o = 0,6, W (huruf besar) untuk lambang usaha, dan w (kecil) untuk lambang gaya berat.
Pembahasan
a) gaya-gaya yang bekerja pada balok
gaya normal (N), gaya berat (w) dengan komponennya yaitu w sin 53° dan w cos 53°, gaya gesek Fges
b) perjuangan masing-masing gaya pada balok
Dengan bidang miring sebagai lintasan (acuan) perpindahan:
-Usaha oleh gaya Normal dan komponen gaya berat w cos 53°
Usaha kedua gaya bernilai nol (gaya tegak lurus lintasan)
-Usaha oleh komponen gaya berat w sin 53°
W = w sin 53° . S
W = mg sin 53° . S
W = (6)(10)(0,8)(5) = + 240 joule
(Diberi tanda positif, arah mg sin 53° searah dengan pindahnya balok.)
-Usaha oleh gaya gesek
Cari besar gaya gesek terlebih dahulu
fges = μ N
fges = μ mg cos 53°
fges = (0,1) (6)(10)(0,6) = 0,36 N 3,6 N
W = − fges S = − 3,6 (5) = − 18 joule
(Diberi tanda negatif, arah gaya gesek berlawanan dengan arah pindahnya balok)
c) perjuangan total
Wtotal = +240 joule − 18 joule = + 222 joule
Thanks to gita atas masukannya,..penempatan koma sudah diubah.
Soal No. 6
Sebuah benda bermassa 4 kg mula –mula diam, kemudian benda diberi gaya 12 N sehingga benda berpindah sejauh 6 m .kecepatan gerak benda yaitu …
Pembahasan
Diketahui
m = 4 kg
vo = 0
F = 12 N
s = 6m
Disoal ini perjuangan merupakan perubahan energi kinetik, sehingga:
W = ∆EK
F.s = 1/2 m(vt2–v02)
12. 6 = 1/2.4(vt2-0)
vt = 6 m/s
Soal No. 7
Sebuah kelereng dengan masa 10 g jatuh dari ketinggian 3 m ke timbunan pasir. Kelereng tembus ke pasir sedalam 3 cm sebelum berhenti. Besar gaya yang dimiliki pasir pada ketika berinteraksi dengan kelereng adalah….
Pembahasan
Usaha yang terjadi merupakan akhir perubahan energi potensial yang terjadi alasannya yaitu perubahan kedudukan.
Diketahui Perpindahannya yaitu 3 cm = 3 x 10-2 m
Massa kelereng = 10 g = 10-2kg
W = ∆Ep
F.s = mg(h1-h2)
F. 3 x 10-2 = 10-2. 10 (3-0)
F = 10 N
Soal No. 8
Sebuah balok bermassa 2 kg berada pada sebuah bidang miring bernafsu menyerupai diperlihatkan gambar berikut.
Balok didorong ke atas oleh gaya F = 25 N hingga bergeser ke atas untuk tinjauan sejauh 5 meter. Gaya gesek yang terjadi antara balok dengan bidang miring sebesar 3 N. Kemiringan bidang 53° terhadap horizontal.
Tentukan beserta tanda kasatmata atau negatifnya:
a) perjuangan oleh gaya F
b) perjuangan oleh gaya gesek
c) perjuangan oleh gaya berat
d) perjuangan total
Pembahasan
a) perjuangan oleh gaya F
W = F . S = + 25 (5) = + 125 joule
b) perjuangan oleh gaya gesek
W = − f . S = − 3(5) = − 15 joule
c) perjuangan oleh gaya berat
W = − mg sin 53° . S = − (2)(10)(0,8)(5) = − 80 joule
d) perjuangan total
Wtotal = + 125 − 15 − 80 = 30 joule
Soal No.9
Benda seberat 10 N berada pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan 30°. Bila benda meluncur sejauh 1 m, maka perjuangan yang dilakukan gaya berat adalah....
A. 10 sin 30° joule
B. 10 cos 30° joule
C. 10 sin 60° joule
D. 10 tan 30° joule
E. 10 tan 60° joule
Pembahasan
Usaha oleh gaya berat
W = mg sin θ
Dari soal telah diketahui bahwa (mg) = 10 Newton dan θ = 30°, sehingga
W = 10 sin 30° joule
Soal No. 10
Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertical dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 ms .bila g = 10 m/s maka perjuangan yang dilakukan gaya berat bola pada ketika mencapai tinggi maksimum adalah
Pembahasan
Diketahui
m =500 g =o,5 kg
v0 = 10 m/s
Benda bergerak vertikal ke atas hingga ketinggian maksimum benda akan membisu maka vt = 0 Untuk memilih perjuangan melalui rumusan berikut:
W = ΔEK
W = ½ M (vt2 –vo2)
W = ½ .0,5.(0 – 100 )
Maka usahanya = 25 joule
Soal No. 12
Peluru senapan angin bermassa m dan kalor jenis c menumbuk sebuah plat baja dengan kelajuan v. Bila selama tumbukan 50% energi kinetik peluru berkembang menjadi energi panas di dalam peluru, maka kenaikan temperatur peluru adalah…. (SPMB 2006)
Pembahasan
Di soal dijelaskan bahwa energi kinetik di ubah menjadi energi kalor, sehingga:
50% Ek = Q
50%(1/2 mv2) = mc∆T
Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah 103 N, maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat semoga menjadi rata dengan permukaan tanah adalah....
Pembahasan
Dua rumus perjuangan yang terlibat disini adalah:
Pada martil :
W = m g Δ h
Pada tanah oleh gaya gesekan:
W = F S
Cari kedalaman masuknya tongkat (S) oleh sekali pukulan martil:
F S = mgΔh
(103) S = 10 (10)(0,5)
S = 50/1000 = 5/100 m = 5 cm
Jadi sekali jatuhnya martil, tongkat masuk tanah sedalam 5 cm. Untuk tongkat sepanjang 40 cm, maka jumlah jatuhnya martil:
n = 40 : 5 = 8 kali
Soal No. 5
Sebuah balok berada pada sebuah bidang miring dengan koefisien goresan 0,1 menyerupai diperlihatkan gambar berikut.
Balok turun ke bawah untuk tinjauan 5 meter.
Tentukan:
a) gaya-gaya yang bekerja pada balok
b) perjuangan masing-masing gaya pada balok
c) perjuangan total
Gunakan g = 10 m/s2, sin 53o = 0,8, cos 53o = 0,6, W (huruf besar) untuk lambang usaha, dan w (kecil) untuk lambang gaya berat.
Pembahasan
a) gaya-gaya yang bekerja pada balok
gaya normal (N), gaya berat (w) dengan komponennya yaitu w sin 53° dan w cos 53°, gaya gesek Fges
b) perjuangan masing-masing gaya pada balok
Dengan bidang miring sebagai lintasan (acuan) perpindahan:
-Usaha oleh gaya Normal dan komponen gaya berat w cos 53°
Usaha kedua gaya bernilai nol (gaya tegak lurus lintasan)
-Usaha oleh komponen gaya berat w sin 53°
W = w sin 53° . S
W = mg sin 53° . S
W = (6)(10)(0,8)(5) = + 240 joule
(Diberi tanda positif, arah mg sin 53° searah dengan pindahnya balok.)
-Usaha oleh gaya gesek
Cari besar gaya gesek terlebih dahulu
fges = μ N
fges = μ mg cos 53°
fges = (0,1) (6)(10)(0,6) = 0,36 N 3,6 N
W = − fges S = − 3,6 (5) = − 18 joule
(Diberi tanda negatif, arah gaya gesek berlawanan dengan arah pindahnya balok)
c) perjuangan total
Wtotal = +240 joule − 18 joule = + 222 joule
Thanks to gita atas masukannya,..penempatan koma sudah diubah.
Soal No. 6
Sebuah benda bermassa 4 kg mula –mula diam, kemudian benda diberi gaya 12 N sehingga benda berpindah sejauh 6 m .kecepatan gerak benda yaitu …
Pembahasan
Diketahui
m = 4 kg
vo = 0
F = 12 N
s = 6m
Disoal ini perjuangan merupakan perubahan energi kinetik, sehingga:
W = ∆EK
F.s = 1/2 m(vt2–v02)
12. 6 = 1/2.4(vt2-0)
vt = 6 m/s
Soal No. 7
Sebuah kelereng dengan masa 10 g jatuh dari ketinggian 3 m ke timbunan pasir. Kelereng tembus ke pasir sedalam 3 cm sebelum berhenti. Besar gaya yang dimiliki pasir pada ketika berinteraksi dengan kelereng adalah….
Pembahasan
Usaha yang terjadi merupakan akhir perubahan energi potensial yang terjadi alasannya yaitu perubahan kedudukan.
Diketahui Perpindahannya yaitu 3 cm = 3 x 10-2 m
Massa kelereng = 10 g = 10-2kg
W = ∆Ep
F.s = mg(h1-h2)
F. 3 x 10-2 = 10-2. 10 (3-0)
F = 10 N
Soal No. 8
Sebuah balok bermassa 2 kg berada pada sebuah bidang miring bernafsu menyerupai diperlihatkan gambar berikut.
Balok didorong ke atas oleh gaya F = 25 N hingga bergeser ke atas untuk tinjauan sejauh 5 meter. Gaya gesek yang terjadi antara balok dengan bidang miring sebesar 3 N. Kemiringan bidang 53° terhadap horizontal.
Tentukan beserta tanda kasatmata atau negatifnya:
a) perjuangan oleh gaya F
b) perjuangan oleh gaya gesek
c) perjuangan oleh gaya berat
d) perjuangan total
Pembahasan
a) perjuangan oleh gaya F
W = F . S = + 25 (5) = + 125 joule
b) perjuangan oleh gaya gesek
W = − f . S = − 3(5) = − 15 joule
c) perjuangan oleh gaya berat
W = − mg sin 53° . S = − (2)(10)(0,8)(5) = − 80 joule
d) perjuangan total
Wtotal = + 125 − 15 − 80 = 30 joule
Soal No.9
Benda seberat 10 N berada pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan 30°. Bila benda meluncur sejauh 1 m, maka perjuangan yang dilakukan gaya berat adalah....
A. 10 sin 30° joule
B. 10 cos 30° joule
C. 10 sin 60° joule
D. 10 tan 30° joule
E. 10 tan 60° joule
Pembahasan
Usaha oleh gaya berat
W = mg sin θ
Dari soal telah diketahui bahwa (mg) = 10 Newton dan θ = 30°, sehingga
W = 10 sin 30° joule
Soal No. 10
Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertical dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 ms .bila g = 10 m/s maka perjuangan yang dilakukan gaya berat bola pada ketika mencapai tinggi maksimum adalah
Pembahasan
Diketahui
m =500 g =o,5 kg
v0 = 10 m/s
Benda bergerak vertikal ke atas hingga ketinggian maksimum benda akan membisu maka vt = 0 Untuk memilih perjuangan melalui rumusan berikut:
W = ΔEK
W = ½ M (vt2 –vo2)
W = ½ .0,5.(0 – 100 )
Maka usahanya = 25 joule
Soal No. 12
Peluru senapan angin bermassa m dan kalor jenis c menumbuk sebuah plat baja dengan kelajuan v. Bila selama tumbukan 50% energi kinetik peluru berkembang menjadi energi panas di dalam peluru, maka kenaikan temperatur peluru adalah…. (SPMB 2006)
Pembahasan
Di soal dijelaskan bahwa energi kinetik di ubah menjadi energi kalor, sehingga:
50% Ek = Q
50%(1/2 mv2) = mc∆T
0 Response to "Rangkuman, Soal Dan Pembahasan Perjuangan Dan Energi Part 2"
Post a Comment