Pembahasan Soal Un Fisika Wacana Aturan Newton

Gambar Gravatar
pembahasan soal un fisika tentang hukum newton image
Cafeberita.com – Hukum Newton. Pembahasan soal cobaan nasional bidang study fisika perihal dinamika gerak lurus terutama mengenai aturan Newton. Hukum Newton perihal gerak benda berisikan tiga , yakni aturan I Newton (hukum kelembaman) , aturan II Newton , dan aturan III Newton (aksi reaksi). Berbicara mengenai aturan Newton maka dekat kaitannya dengan gerak lurus dan beberapa gaya menyerupai gaya wajar , gaya gesek , dan gaya eksternal yang diberikan pada benda. Pada soal cobaan nasional , ternyata ada satu atau beberapa soal yang bermitra dengan aturan Newton. Pada potensi ini , edutafsi akan membagikan pembahasan beberapa soal cobaan nasional perihal aturan Newton yang disusun dari soal UN tahun-tahun sebelumnya.

Soal 1 : Menentukan Percepatan Lift

Reza bermassa 40 kg berada di dalam suatu lift yang sedang bergerak ke atas. Jika gaya lantai lift terhadap kaki Reza merupakan 520 N dan percepatan gravitasi 10 m/s2 , maka percepatan lift tersebut merupakan ….
A. 1 ,0 m/s2
B. 1 ,5 m/s2
C. 2 ,0 m/s2
D. 2 ,5 m/s2
E. 3 ,0 m/s2

Bacaan Lainnya

Pembahasan :
Dik : m = 40 kg , N = 520 N , g = 10 m/s2
Dit : a = …. ?

Untuk membahas soal menyerupai ini , maka kita sanggup meninjau gaya-gaya yang melakukan pekerjaan dan kemana arah gerak benda. Pada soal ini , lift bergerak ke atas itu artinya Reza juga bergerak ke atas bareng dengan lift tersebut. Dengan demikian , gerak yang kita tinjau merupakan gerak dalam arah vertikal , maka tinjau gaya-gaya yang melakukan pekerjaan dalam arah vertikal.

Jika diuraikan , maka pada kasus ini terdapat dua gaya yang melakukan pekerjaan , yakni gaya berat dan gaya lantai lift terhadap kaki Reza. Gaya berat melakukan pekerjaan ke arah bawah sedangkan gaya lantai terhadap kaki Reza (disimbolkan dengan N) arahnya ke atas tegak lurus tehadap permukaan lantai lift.

Itu artinya , gaya berat dan gaya N melakukan pekerjaan dalam arah yang berlawanan. Karena lift bergerak ke atas , maka gaya yang searah gerak merupakan N sedangkan gaya berat W bertentangan arah gerak. Dengan demikian , resultan gaya yang melakukan pekerjaan merupakan :
⇒ ∑F = N – W
⇒ ∑F = 520 – m.g
⇒ ∑F = 520 – 40(10)
⇒ ∑F = 520 – 400
⇒ ∑F = 120 N

Selanjutnya , alasannya lift bergerak dan ada percepatan , maka pada kasus ini berlaku aturan II Newton. Menurut aturan II Newton , resultan gaya yang melakukan pekerjaan sama dengan hasil kali massa dan percepatan. Sehingga diperoleh:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 120 = 40 . a
⇒ a = 120/40
⇒ a = 3 m/s2

Penyelesaian ringkas:
⇒ a = ∑F/m
⇒ a = (N – W)/m
⇒ a = (520 – 400)/40
⇒ a = 3 m/s2

Jadi , percepatan lift tersebut merupakan 3 m/s2.

Jawaban : E

Soal 2 : Percepatan Lift di saat Turun

Seorang lelaki yang berada di dalam suatu lift bangun di atas suatu timbangan badan. Sebelum lift bergerak , timbangan tersebut memamerkan angka 60 kg , tetapi di saat lift bergerak ke bawah , timbangan memamerkan angka 57 kg. Jika percepatan gravitasi di wilayah itu 10 m/s2 , maka besar percepatan lift di saat turun merupakan ….
A. 1 ,0 m/s2
B. 0 ,8 m/s2
C. 0 ,6 m/s2
D. 0 ,5 m/s2
E. 0 ,3 m/s2

Pembahasan :
Dik : m = 60 kg , m’ = 57 kg , g = 10 m/s2
Dit : a = …. ?

Soal ini sebenarnya sama dengan soal nomor satu cuma saja arah geraknya berbeda. Pada soal nomor satu , lift bergerak ke atas sedangkan pada soal ini lift bergerak ke bawah. Kemudian , pada kasus ini juga terlihat suatu fenomena dimana angka yang ditunjukkan oleh timbangan berubah di saat lift bergerak ke bawah.

Karena lift bergerak ke bawah (arah vertikal) , maka kita tinjau gaya-gaya yang melakukan pekerjaan dalam arah vertikal. Jika diuraikan , maka gaya yang bekera pada arah vertikal ada dua gaya , yakni gaya berat yang arahnya ke bawah dan gaya wajar yang arahnya ke atas.

Karena lift bergerak ke bawah dan gaya yang searah dengan lift merupakan gaya berat , maka resultan gaya yang melakukan pekerjaan adalah:
⇒ ∑F = W – N
⇒ ∑F = m.g – m’.g
⇒ ∑F = 60(10) – 57(10)
⇒ ∑F = 600 – 570
⇒ ∑F = 30 N

Karena lift mula-mula membisu dan kemudian bergerak ke bawah , maka ada percepatan sehingga pada kasus ini juga berlaku aturan II Newton. Berdasarkan aturan II Newton , maka berlaku:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 30 = 60 . a
⇒ a = 30/60
⇒ a = 0 ,5 m/s2

Penyelesaian ringkas:
⇒ a = ∑F/m
⇒ a = (W – N)/m
⇒ a = (W – W’)/m
⇒ a = (600 – 570)/60
⇒ a = 0 ,5 m/s2

Jadi , percepatan lift tersebut di saat turun merupakan 0 ,5 m/s2.

Jawaban : D

Soal 3 : Menentukan Kecepatan Benda

Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula membisu , kemudian benda diberi gaya sebesar 12 N sehingga benda tersebut berpindah sejauh 6 m. Kecepatan gerak benda merupakan ….
A. 4 m/s
B. 6 m/s
C. 18 m/s
D. 36 m/s
E. 38 m/s

Pembahasan :
Dik : m = 4 kg , vo = 0 , F = 12 N , s = 6 m
Dit : v = …. ?

Soal menyerupai ini sebenarnya tidak cuma melibatkan desain aturan Newton tetapi juga desain gerak lurus berubah beraturan , sehingga murid perlu mengetahui kembali bagaimana desain GLBB. Seperti yang disebutkan dalam soal , benda mula-mula membisu (artinya kecepatan mulanya nol) , kemudian alasannya diberi gaya benda berpindah (itu artinya benda bergerak dan memiliki kecepatan).

Ketika suatu benda yang mula-mula membisu kemudian bergerak dengan kecepatan tertentu , itu bermakna benda tersebut mengalami suatu percepatan. Percepatan itu timbul alasannya benda diberikan gaya yang membuat benda berpindah. Dalam kasus ini , gerak bendanya merupakan dalam arah horizontal sehingga gaya yang ditinjau merupakan gaya-gaya yang melakukan pekerjaan pada arah horizontal.

Gaya yang melakukan pekerjaan dalam arah horizontal pada soal ini hanyalah gaya F yang membuat benda bergerak. Karena benda bergerak dan mengalami percepatan , maka berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 12 = 4 . a
⇒ a = 12/4
⇒ a = 3 m/s2.

Dari hasil perkiraan di atas , dipahami bahwa benda mengalami percepatan sebesar 3 m/s2. Nilai ini sanggup kita manfaatkan untuk menentuan kecepatan benda. Untuk mengenali kecepatan tersebut , maka digunakanlah desain gerak lurus berubah beraturan.

Berdasarkan desain GLBB , hubungan kecepatan dan percepatan merupakan selaku berikut:
⇒ v2 = vo2 + 2as
⇒ v2 = 02 + 2(3)(6)
⇒ v2 = 36
⇒ v = √36
⇒ v = 6 m/s

Penyelesaian ringkas :
⇒ v = √2as
⇒ v = √2 . (∑F/m) . s
⇒ v = √2 (12/4) (6)
⇒ v = √36
⇒ v = 6 m/s

Jadi , kecepatan benda setelah diberi gaya merupakan 6 m/s.

Jawaban : B

Soal 4 : Menentukan Besar Gaya Gesekan

Sebuah kendaraan bermassa 1000 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Kemudian pada kendaraan diberikan gaya gesek sehingga setelah 10 sekon kendaraan tersebut berhenti. Besar gaya gesek yang diberikan merupakan ….
A. 500 N
B. 1000 N
C. 1500 N
D. 2000 N
E. 4000 N

Pembahasan :
Dik : m = 1000 kg , vo = 15 m/s , v = 0 , t = 10 s
Dit : fg = …. ?

Karena kendaraan bergerak dalam arah horizontal , maka gaya yang ditinjau merupakan gaya yang melakukan pekerjaan pada arah horizontal. Jika diuraikan , pada kasus ini terdapat suatu gaya yang melakukan pekerjaan bertentangan arah dengan arah gerak , yakni gaya gesekan. Karena kendaraan diperlambat sampai berhenti , bermakna ada percepatan sehingga berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ fg = 1000 a

Karena percepatan (perlambatannya) tidak dipahami , maka dicari dahulu percepatannya menggunakan desain gerak lurus berubah beraturan yang diperlambat. Berdasarkan desain GLBB yang diperlambat , berlaku persamaan selaku berikut:
⇒ v = vo – a.t
⇒ 0 = 15 – a(10)
⇒ 10a = 15
⇒ a = 15/10
⇒ a = 1 ,5 m/s2

Substitusi nilai a ke persmaan gaya gesek , maka diperoleh:
⇒ fg = 1000 a
⇒ fg = 1000 (1 ,5)
⇒ fg = 1500 N

Penyelesaian ringkas :
⇒ fg = m . a
⇒ fg = m . (vo/t)
⇒ fg = 1000 (15/10)
⇒ fg = 1500 N

Jadi gaya goresan yang diberikan pada kendaraan tersebut merupakan 1500 N.

Jawaban : C

Soal 5 : Menentukan Besar Gaya Normal

Perhatikan gambar di bawah ini!

Pembahasan soal UN perihal aturan newton

Jika massa balok 3 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s2 , maka besar gaya wajar yang dialami oleh balok tersebut merupakan ….
A. 27 N
B 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N

Pembahasan :
Dik : m = 3 kg , g = 10 m/s2 , F1 = 5 N , F2 = 8 N
Dit : N = …. ?

Seperti terlihat pada gambar , terdapat dua buah gaya yang melakukan pekerjaan dalam arah bertentangan yakni F1 dan F2. Tetapi selain kedua gaya itu masih ada suatu gaya lagi yang arahnya searah dengan gaya F1 (ke bawah) yakni gaya berat W dan suatu gaya yang searah dengan gaya F2 (ke atas) , yakni gaya wajar N.

Pembahasan soal UN perihal dinamika gerak lurus

Karena pada soal tidak disebutkan benda bergerak , maka kita asumsikan bahwa benda tetap diam. Karena benda membisu , maka berlaku aturan I Newton dimana resultan gaya yang bekera sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan berikut:
⇒ ∑F = 0
⇒ W + F1 – F2 – N = 0
⇒ N = W + F1 – F2
⇒ N = m.g + F1 – F2
⇒ N = 3(10) + 5 – 8
⇒ N = 30 + 5 – 8
⇒ N = 27 N

Penyelesaian ringkas :
⇒ N + F2 = W + F1
⇒ N = W + F1 – F2
⇒ N = 30 + 5 – 8
⇒ N = 27 N

Jadi , gaya wajar yang dialami oleh balok tersebut merupakan 27 N.

Jawaban : A

Demikianlah pembahasan lima soal cobaan nasional fisika perihal aturan Newton. Sebenarnya , penggunaan desain aturan Newton juga masih ada pada topik katrol ataupun bidang miring , tetapi untuk katrol dan bidang miring akan dibahas pada pembaahsan berikutnya. Jika pembahasan ini berfaedah , bantu kami membagikannya terhadap sobat anda lewat tombol share di bawah ini.

Share ke Facebook >>Share ke Twitter >>
Cafeberita.com merupakan blog perihal materi belajar. Gunakan Kolom Search atau pencarian untuk mendapatkan materi berguru yang ingin dipelajari.
Temukan Kursus Bahasa Inggris di Bekasi untuk Menguasai Bahasa Inggris dengan Cepat 1

Salah seorang pakar dan konsultan pendidikan yang kini mengabdikan hidup menjadi guru di pedalaman nun jauh di pelosok Indonesia.

Pos terkait