Soal Dan Pembahasan Aturan Newton Perihal Gerak
1. Jika suatu benda diberi gaya 20 N, benda tersebut mempunyai percepatan 4 m/s2. Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut jikalau diberi gaya 25 N?
Penyelesaian:
Pada kasus ini, massa benda (m) ialah tetap. Ketika diberi gaya F1 = 20 N, benda mengalami percepatan a1 = 4 m/s2, sehingga massa benda:
Pada ketika diberi gaya F2 sebesar 25 N, maka percepatan yang dialami benda menjadi:
2. Sebuah gaya F dikerjakan pada sebuah benda bermassa m, menghasilkan percepatan 10 m/s2 . Jika gaya tersebut dikerjakan pada benda kedua dengan massa m 2 , percepatan yang dihasilkan 15 m/s2 .
Tentukan:
a. perbandingan m 1 dan m 2 ,
b. percepatan yang dihasilkan gaya F 1 , apabila m 1 dan m 2 digabung!
Penyelesaian:
a. Gaya F pada benda I dengan massa m 1 , menghasilkan percepatan
a 1 = 10 m/s 2 , maka akan diperoleh:
Gaya F pada benda II dengan massa m 2 , menghasilkan percepatan a 2 = 15 m/s 2 , maka:
b. Apabila massa digabung, maka:
Percepatan yang dihasilkan adalah:
3. Sebuah kendaraan beroda empat bermassa 0,5 ton melaju dengan kecepatan 72 km/jam di atas jalan datar. Berapa gaya hambat yang sanggup menghentikan kendaraan beroda empat sesudah menempuh jarak 1.000 m?
v0 = 72 km/jam = 20 m/s
vt = 0
s = jarak PQ = 1.000 m
Sehingga, percepatan a diperoleh:
vt2 = v 0 2 + 2.a.s
0 = (20 m/s) 2 + 2.a (1.000 m)
a = - 0,2 m/s2 (tanda (-) menawarkan perlambatan)
Massa Mobil m = 0,5 ton = 400 kg, sehingga gaya hambat:
F = m . a = 500kg x 0,2 m/s2 = 100 N
4. Sebuah benda dengan massa 300 kg berada pada suatu bidang miring, menyerupai yang terlihat pada gambar berikut ini.
Jika gaya gesek diabaikan, tentukan besar gaya yang menjadikan benda bergerak ke bawah!
Penyelesaian:
Berdasarkan teorema Pythagoras:
(BC) 2 = (AC) 2 + (AB) 2 = (3 m) 2 + (4 m) 2
(BC) 2 = 25 m 2 = 5 m
Benda bergerak ke bawah alasannya adanya gaya berat m.g pada bidang miring BC,
yaitu w sin θ , yang dinyatakan:
w sin θ = m.g. sin θ = (300 kg)(9,8 m/s 2 )(0,6) = 1.764 N
5. Dua benda A dan B dengan massa masing-masing 5 kg dan 3 kg dihubungkan dengan sebuah katrol tanpa gesekan. Gaya P diberikan pada katrol dengan arah ke atas. Jika mula-mula kedua balok membisu di atas lantai, berapakah percepatan balok A, apabila besar P ialah 60 N? (g = 10 m/s 2 ) .
Penyelesaian:
m A .g = (5 kg)(10 m/s 2 ) = 50 N
m B .g= (3 kg)(10 m/s 2 ) = 30 N
Pada sistem katrol tersebut berlaku:
∑F = 0
P - ∑F = 0
∑F = P
T = 1/2P
Untuk balok A yang sempurna akan bergerak, berlaku:
∑F = 0
T A min – mA . G = 0
T A min = mA .g
T A min = 50 N
P = 60 N
T = 1/2 P = 1/2 (60 N) = 30 N
T = 30 N < T A min = 50 N
jadi, balok A membisu → a A = 0
6. Dua buah balok A dan B dengan massa masing-masing 20 kg dan 5 kg, dihubungkan melalui sebuah katrol, menyerupai
terlihat pada gambar di berikut.
Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan. Berapakah percepatan dan tegangan tali masing-masing balok? (g = 10 m/s 2 )
Penyelesaian:
Kita tinjau sistem A dan B:
∑F = m . a
T – T + mB . g = ( mA + mB )a
Tegangan tali ditentukan dengan meninjau balok A:
T = m A .a = (20 kg)(2 m/s 2 ) = 40 N
Belum ada Komentar untuk "Soal Dan Pembahasan Aturan Newton Perihal Gerak"
Posting Komentar