Soal Dan Pembahasan Sbmptn Gaya| Usaha| & Energi

Gambar Gravatar
kekekalan energi mekanik
  1. Sebuah motor listrik mengangkat benda seberat 1 ,5 kg ke atas setinggi 3 m. Bila tegangan , arus , dan efisiensi motor berturut-turut merupakan 12.5 V , 1.5 A , dan 60% , maka waktu yang dikehendaki motor listrik untuk mengangkat benda tersebut merupakan ….
    1. 3 detik
    2. 4 detik
    3. 5 detik
    4. 6 detik
    5. 8 detik
    Pembahasan :
    Dik : h = 3 m , m = 1 ,5 kg , I = 1 ,5 A , V = 12 ,5 V , η = 60%.

    Pada soal diketahui bahwa efisiensi motor tersebut merupakan 60%. Artinya , energi yang digunakan untuk mengangkat benda cuma sebesar 60% dari energi yang dikeluarkan oleh motor. Energi yang dijalankan oleh motor listrik merupakan energi listrik yang harganya bergantung pada besar tegangan , arus , dan waktu.

    Bacaan Lainnya
    W = V.I.t

    Dengan :
    W = energi listrik (J)
    V = tegangan listrik (V)
    I = mempunyai pengaruh arus (A)
    t = waktu (s)

    Berdasarkan rumus di atas , maka kita dapatkan :
    ⇒ W = V.I.t
    ⇒ W = 12 ,5 (1 ,5) t
    ⇒ W = 18 ,75 t

    Karena motor listrik melakukan pekerjaan untuk mengangkat benda , maka benda mendapatkan energi. Energi yang diterima benda sama dengan energi berpotensi benda.⇒ E = Ep
    ⇒ E = m.g.h
    ⇒ E = 1 ,5 (10) (3)
    ⇒ E = 45 Joule

    Perpindahan benda terjadi alasannya merupakan adanya jerih payah dai motor listrik. Dengan begitu energi yang diterima benda sama dengan besar energi yang diberikan oleh motor listrik. Nah , alasannya merupakan efisiensi motor listrik cuma 60% , maka berlaku :
    ⇒ E = 60% W
    ⇒ 45 = 0 ,6 W
    ⇒ 45 = 0 ,6 (18 ,75 t)
    ⇒ 45 = 11 ,25 t
    ⇒ t = 4 sekon
    Jadi , waktu yang diperlukan motor listrik untuk mengangkat benda setinggi 3 m merupakan 4 detik.

    Jawaban : B
  1. Sebuah benda meluncur pada permukaan datar dengan kecepatan v = 4 m/s dan lalu benda naik pada bidang miring dengan kemiringan 30o. Bila tidak ada tabrakan antara benda dan bidang luncur , maka panjang lintasan benda pada bidang miring merupakan ….
    A. 40 cm D. 120 cm
    B. 60 cm E. 160 cm
    C. 80 cm
    Pembahasan :
    Dik : v = 4 m/s , θ = 30o.

    Soal ini sanggup kita kaji menurut rancangan kekekalan energi. Untuk memudahkan , kita perlu menggambar denah untuk menyaksikan lintasan gerak benda tersebut. Berdasarkan soal dongeng tersebut , gambar lintasan benda kurang lebih menyerupai gambar di bawah ini.

    Hukum kekekalan energi mekanik

    Dari gambar di atas terang terlihat bahwa saat benda bergerak pada bidang datar , benda tidak punya energi potensial. Dengan estimasi bahwa kecepatan benda di bidang datar tetap , maka kecepatan benda di titik A akan sama dengan kecepatan permulaan benda yakni 4 m/s.

    Selanjutnya benda bergerak ke atas bidang miring dengan kecepatan permulaan 4 m/s hingga berhenti (dari titik A ke titik B). Nah , panjang lintasan benda di bidang miring dari A ke B itulah yang hendak kita hitung.

    Karena yang ditanya panjang lintasan pada bidang miring , maka kita cuma perlu menyaksikan bidang miring sepanjang titik A dan B. Dalam hal ini berlaku aturan kekekalan energi mekanik. Dengan kata lain , energi mekanik di titik A akan sama dengan energi mekanik di titik B.

    Energi mekanik merupakan jumlah dari energi berpotensi dan energi kinetik yang dimiliki oleh benda. Secara matematis sanggup ditulis :

    EM = EP + EK
    EM = m.g.h + ½ m.v2

    Dengan :
    EM = energi mekanik benda (J)
    EP = energi berpotensi (J)
    EK = energi kinetik (J)
    m = massa benda (kg)
    g = percepatan gravitasi (m/s2)
    h = ketinggian (m)
    v = kecepatan benda (m/s)

    Berdasarkan kekekalan energi mekanik , maka :
    ⇒ EMA = EMB
    ⇒ EPA + EKA = EPB + EKB
    ⇒ 0 + EKA = EPB + 0
    ⇒ EKA = EPB
    ⇒ ½ m.v2 = m.g.h
    ⇒ v2 = 2gh
    ⇒ 42 = 2(10) h
    ⇒ 16 = 20 h
    ⇒ h = ⅘ m

    Keterangan :
    Eenergi berpotensi di titik A sama dengan nol alasannya merupakan ketinggian di titik A sama dengan nol. Sedangkan energi kinetik di titik B sama dengan nol alasannya merupakan di titik B benda berhenti sehingga kecepatannya nol.

    Karena ketinggian bidang miring telah kita dapatkan , maka panjang lintasan atau panjang bidang miringnya sanggup kita hitung dengan menggunakan prinsip trigonometri (Perhatikan gambar di atas). Hubungan antara tinggi , panjang bidang miring , dan sudut kemiringan merupakan :

    ⇒ sin θ = h
    s
    ⇒ s = h
    sin 30o
    ⇒ s =
    ½

    ⇒ s =1 ,6 meter
    ⇒ s = 160 cm

    Jawaban : E
Share ke Facebook >>Share ke Twitter >>
Cafeberita.com merupakan blog ihwal materi belajar. Gunakan sajian atau pencarian untuk menerima 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