- 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 ….
- 3 detik
- 4 detik
- 5 detik
- 6 detik
- 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.
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 tKarena 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 JoulePerpindahan 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
- 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.
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 mKeterangan :
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 = ⅘ ½ ⇒ s =1 ,6 meter
⇒ s = 160 cmJawaban : E

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