spot_imgspot_img

Top 5 This Week

spot_img

Related Posts

Pembahasan Soal Cobaan Nasional Kerja Keras Dan Energi

Usaha dan energi ialah salah satu topik yang sering kali timbul dalam ujian nasional bidang studi fisika. Setidaknya terdapat satu soal yang berhubungan dengan kerja keras , energi , maupun daya. Pada biasanya , soal ihwal kerja keras dan energi tidak terlampau jauh dari rancangan yang sudah diajarkan. Hampir sebagian besar soalnya ialah rancangan dasar kerja keras dan sebagian lagi ialah adonan antara kerja keras dengan gerak ataupun energi. Bila membahas soal kerja keras yang berhubungan dengan energi ataupun gerak , maka akan tidak mungkin soal tersebut terjawab jikalau pengertian kita ihwal rancangan dasar gerak sungguh minim.

Dengan kata lain , untuk menjawab soal-soal ihwal kerja keras akan sungguh menolong jikalau kita sudah mengerti konsep-konsep dasar yang bermitra umpamanya rancangan dasar gerak lurus beraturan (GLB) , rancangan dasar gerak lurus berubah beraturan (GLBB) , rancangan gaya pegas , dan rancangan dasar energi mekanik. Pemahaman tersebut akan sungguh menolong alasannya yakni kita akan menemui beberapa soal yang mewajibkan kita menjumlah kecepatan kesannya apalagi dahulu.

Ujian Nasional Fisika – Usaha dan Energi

Model soal ihwal kerja keras yang sering timbul dalam ujian nasional bidang studi fisika antara lain :

  1. Menentukan besar kecepatan selesai suatu benda jikalau pada benda dilakukan kerja keras dengan besar tertentu.
  2. Menentukan besar kerja keras yang dilakukan oleh suatu gaya jikalau kecepatn permulaan dan kecepatan kesannya diketahui. 
  3. Menentukan besar kerja keras yang diinginkan untuk memperpanjang pegas.
  4. Menentukan kerja keras yang dilakukan jikalau gaya dan perpindahannya diketahui.
  5. Menentukan kerja keras bila masa dan pergeseran ketinggian diketahui.

Kumpulan soal 

  1. (Ujian Nasional 2005/2006)
    Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak pada permukaan licin dengan kecepatan permulaan 2 m/s dan dijalankan kerja keras sebesar 21 Joule. Kecepatan selesai benda tersebut yakni …
    A. 3 m/s
    B. 4 m/s
    C. 5 m/s
    D. 6 m/s
    E. 7 m/s

    Pembahasan :
    Bila berjumpa soal ihwal kerja keras yang terdapat harga kecepatan di dalamnya , maka soal tersebut mengarah pada rancangan hubungan kerja keras dan energi kinetik yang secara matematika sanggup ditulis selaku berikut :

    W = Δ Ek = ½ m (v2 – vo2)

    dengan :
    W = kerja keras (J)
    Δ Ek = pergeseran energi kinetik (J)
    m = massa benda (kg)
    v = kecepatan selesai benda (m/s)
    vo = kecepatan permulaan benda (m/s)

    Dari soal dikenali :
    m = 2kg
    vo = 2 m/s
    W = 21 J

    W = Δ Ek = ½ m (v2 – vo2)
    21 = ½ . 2 (v2 – 22)
    21 = v2 – 4
    v2 = 21 + 4
    v2 = 25
    v = 5 m/s —> pilihan C.

  2. (Ujian Nasional 2006/2007)
    Tabel di bawah ini menggambarkan hasil percobaan pegas yang salah satu ujungnya diberi beban. F menyatakan berat beban dan Δl menyatakan pergeseran panjang. Hitunglah kerja keras yang mesti dilakukan untuk memperpanjang pegas sejauh 10 cm.

    tabel percobaan pegas

    A. 2 ,0 Joule
    B. 2 ,5 Joule
    C. 5 ,0 Joule
    D. 7 ,6 Joule
    E. 10 Joule

    Pembahasan :
    Soal di atas mengarah pada hubungan kerja keras dengan gaya pegas. Berdasarkan rancangan kerja keras , hubungan kerja keras dengan gaya pegas yakni :

    W = ½ F2/ k = ½ k Δl2

    dengan :
    W = kerja keras (J)
    F = gaya pegas (N)
    k = konstanta pegas (N/m)
    Δl = pergeseran panjang pegas (m)

    Selanjutnya , alasannya yakni harga konstanta pegas (k) tidak dikenali , maka kita cari apalagi dahulu. Berdasarkan rancangan pegas , hubungan gaya pegas dengan konstanta pegas secara matematis sanggup ditulis selaku berikut :

    F = k Δl = k Δx

    dengan :
    F = gaya pegas (N)
    k = konstanta pegas (N/m)
    Δl = Δx = pergeseran panjang (m)

    Dari data no 1 dalam tabel dikenali :
    F = 20 N
    Δl = 4 cm = 0 ,04 m

    maka :
    F = k Δl
    k =  F/ Δl
    k = 20 / 0 ,04
    k = 500 N/m

    Dengan demikian , kerja keras yang mesti dilakukan untuk memperpanjang pegas sejauh 10 cm (0 ,1 m) yakni :
    W = ½ k Δl2
    W = ½ (500) (0 ,1)2
    W = 250 (0 ,01)
    W = 2 ,5 Joule —> pilihan B

  3. (Ujian Nasional 2007/2008)
    Perhatikan gambar di bawah ini! Sopir kendaraan beroda empat sedan ingin memarkir mobilnya sempurna 0 ,5 m di depan kendaraan beroda empat truk yang mula-mula berjarak 10 m dari kedudukan sedan. Berapa kerja keras yang dilakukan oleh kendaraan beroda empat sedan tersebut?

    ilustrasi

    A. 525 J
    B. 500 J
    C. 495 J
    D. 475 J
    E.  450 J

    Pembahasan :
    Soal di atas ialah soal yang mengarah pada rancangan dasar usaha. Seperti yang kita pahami , kerja keras ialah hasil kali gaya dengan perpindahan yang secara matematis sanggup ditulis selaku berikut :

    W = F. s

    dengan :
    W = kerja keras (J)
    F = gaya (N)
    s = perpindahan (m)

    Dari soal dikenali :
    F = 50 N
    s = 10 – 0 ,5 = 9 ,5 m

    maka :
    W = F . s
    W = 50 (9 ,5)
    W = 475 J —> pilihan D

  4. (Ujian Nasional 2008/2009)
    Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula membisu di atas lantai licin , didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2m/s2. Besar kerja keras yang terjadi yakni …
    A. 20 Joule
    B. 30 Joule
    C. 60 Joule
    D. 180 Joule
    E. 360 Joule

    Pembahasan :
    Dari soal sudah terang bahwa untuk mencari besar kerja keras kita mesti mengerti rancangan hubungan kerja keras dan energi kinetik.

    W = Δ Ek = ½ m (v2 – vo2)

    dengan :
    W = kerja keras (J)
    Δ Ek = pergeseran energi kinetik (J)
    m = massa benda (kg)
    v = kecepatan selesai benda (m/s)
    vo = kecepatan permulaan benda (m/s)

    Dari soal dikenali :
    m = 10kg
    vo = 0 —> alasannya yakni mula-mula diam
    a = 2 m/s2
    t = 3 s

    Karena untuk menjumlah kerja keras kita mesti mengenali kecepatan selesai , maka kita cari apalagi dulu kecepatan akhirnya. Untuk menjawab soal seumpama ini , terdapat tiga rumus utama GLBB yang mesti dikuasai yakni :

    v = vo ± a.t
    v2 = vo2 ± 2 a.s
    s = vo.t ± ½ a.t2

    dengan :
    v = kecepatan selesai benda (m/s)
    vo = kecepatan permulaan benda (m/s)
    t = waktu (s)
    s = perpindahan (m)
    a = percepatan (m/s2)
    Tanda ± bergantung pada percepatannya. Bila percepatan memicu kecepatan bertambah , maka gunakan tanda tambah (+) . Sebagilknya , jikalau percepatan memicu kecepatan menurun (perlambatan) , maka gunakan tanda kurang (-)

    Untuk menjumlah kecepatan selesai pada soal , kita sanggup menggunakan rumus pertama alasannya yakni a , vo , dan t diketahui.
    v = vo + a.t
    v = 0 + 2 (3)
    v = 6 m/s

    Maka kerja keras yang terjadi yakni :
    W = Δ Ek = ½ m (v2 – vo2)
    W = ½ (10) (62 – 0)
    W = 5 (36)
    W = 180 Joule —> pilihan D

  5. (Ujian Nasional 2010/2011)
    Oi mengendarai suatu kendaraan beroda empat bermasa 4000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m/s. Karena menyaksikan kemacetan dari jauh , ia mengerem mobilnya sehingga kecepatan mobilnya menyusut secara terencana menjadi 15 m/s. Usaha yang dilakukan oleh gaya pengereman itu yakni …
    A. 200 kJ
    B. 300 kJ
    C. 400 kJ
    D. 700 kJ
    E. 800 kJ

    Pembahasan :
    Diketahui :
    vo = 25 m/s
    v = 15 m/s
    m = 4000 kg

    Maka kerja keras yang dilakukan gaya pengereman yakni :
    W = Δ Ek = ½ m (v2 – vo2)
    W = ½ (4000) (152 – 252)
    W = 2000 (225 – 625)
    W = 2000 (-400)
    W = 800.000 Joule

    W = 800 kJ —> pilihan E.

  6. (Ujian Nasional 2012/2013)
    Sebuah bola bermassa 1 kg dijatuhkan tanpa kecepatan permulaan dari atas gedung melalui jendela A di lantai atas menuju jendela B di lantai bawah dengan beda tinggi 2 ,5 meter. Berapa besar kerja keras untuk perpindahan bola dari jendela A ke jendela B tersebut?
    A. 5 Joule
    B. 15 Joule
    C. 20 Joule
    D. 25 Joule
    E. 50 Joule

    rumus kerja keras , energi , dan daya

    Pembahasan :
    Bila dikenali massa dan ketinggian , maka kerja keras sanggup dijumlah dengan menggunakan rumus hubungan kerja keras dengan energi potensial. Berdasarkan rancangan kerja keras , hubungan kerja keras dan energi mempunyai potensi secara matematis sanggup ditulis selaku berikut :

    W = Δ Ep = m.g Δh

    dengan :
    W = kerja keras (Joule)
    ΔEp = pergeseran energi mempunyai potensi (J)
    m = massa (kg)
    g = percepatan gravitasi (m/s2)
    Δh = beda ketinggian

    Dari soal dikenali :
    m = 1 kg
    Δh = 2 ,5 m

    maka :
    W = Δ Ep = m.g Δh
    W = 1 (10) (2 ,5)
    W = 25 Joule —> pilihan D.

Share ke Facebook >>Share ke Twitter >>
Cafeberita.com yakni blog ihwal materi belajar. Gunakan Kolom Search atau pencarian untuk mendapatkan materi berguru yang ingin dipelajari.

admin
adminhttps://cafeberita.com
Segera hubungi kami melalui WhatsApp untuk informasi lebih lanjut dan jadilah bagian dari komunitas eksklusif kami. Jadikan impian hunian sempurna Anda menjadi kenyataan sekarang!

Popular Articles