Contoh Soal dan Jawaban Tentang Gaya
1. Sebuah mobil dengan massa 3 ton dalam keadaan diam, kemudian melaju selama 30 detik dengan kecepatan 18 km/jam. Hitunglah berapa gaya yang dikerjakan oleh mobil tersebut?
2. Berat suatu benda 34,3 N. Jika percepatan gravitasi 9,8 N/kg, maka hitunglah massa benda tersebut?
3. Massa Elo di Bumi 60 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 10 N/kg dan percepatan gravitasi bulan 1/6 percepatan gravitasi bumi, hitunglah berat Elo di Bumi dan di Bulan?
4. Sebuah benda ditarik oleh 3 orang, yaitu A, B dan C. A dan B menarik ke kiri dan C menarik ke kanan, seperti gambar di bawah ini.
Jika benda tersebut tetap dalam keadaan diam, berapakah gaya B yang harus dikerjakan pada benda tersebut? Berapa gaya B yang harus dikerjakan agar benda tersebut mengalami percepatan 3 m/s2 ke kanan?
5. Pak Wahyu mendorong gerobak yang massa 40 kg dengan gaya sebesar 100 N, kemudian pak wahyu membeli 2 karung beras yang massanya 30 kg tiap karungnya. Berapa gaya yang harus dikeluarkan oleh pak Wahyu agar gerobak tersebut bergerak dengan percepatan yang sama?
Pembahasan
1. Untuk menjawab soal ini anda harus paham konsep percepatan dan hukum II Newton serta harus bisa mengkonversi satuan.
Diketahui:
m = 3 ton = 3.000 kg (konversi massa) v1 = 0
v2 = 18 km/jam = 5 m/s t = 30 s
Ditanyakan: F =?
Jawab:
Terlebih dahulu anda harus mencari berapa besarnya percepatan mobil tersebut, yakni: a = (v2 – v1)/t
a = (5 m/s – 0)/30 s a = (5/30) m/s2
Sekarang hitung gaya yang dikerjakan oleh mobil dengan rumus hukum II Newton, yaitu: F = m.a
F = 3.000 kg. (5/30) m/s2 F = 500 N
Jadi gaya yang harus dikerjakan oleh mobil tersebut adalah 500 N
Diketahui:
Jadi massa benda adalah 3,5 kg
3. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep berat. Diketahui:
m = 60 kg gbumi = 10 N/kg gbulan = (1/6) gbumi Ditanyakan:
wbulan = m. gbulan wbulan = m. (1/6) gbumi wbulan = (1/6).m.gbumi
wbulan = (1/6).60 kg. 10 N/kg wbulan = 100 N
Jadi, berat Elo di bumi adalah 600 N dan berat Elo di bulan adalah 100 N
4. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep berat dan konsep hukum II Newton. Diketahui:
FB = - 200 N (tanda negatif berati arah gayanya ke kiri)
Jadi, agar benda tersebut diam gaya yang dikerjakan oleh B adalah 200 N ke kiri. R = m.a
R = 120 N R = FA + FB + Fc FB = R – FA Fc)
FB = 120 N – (- 100 N) - 300 N) FB = 120 N + 100 N - 300 N)
FB = - 80 N (tanda negatif berati arah gayanya ke kiri)
Jadi, gaya B yang harus dikerjakan agar benda tersebut mengalami percepatan 3 m/s2 ke kanan adalah 80 N ke kiri.
5. Untuk menjawab soal ini gunakan konsep hukum II Newton atau bisa juga dengan menggunakan konsep perbandingan senilai.
Dengan konsep hukum II Newton a1 = F1/m1
Dengan konsep perbandingan senilai atau seharga: F2/m2 = F1/m1
F2/100 kg = 100 N/40 kg F2 = 100N.100 kg/40 kg F2 = 250 N
Jadi, gaya yang harus dikeluarkan oleh pak Wahyu agar gerobak tersebut bergerak dengan percepatan yang sama adalah 250 N.
==========================================================
3. Haha dan Hihi mendorong sebuah lemari ke kanan secara bersamaan. Jika gaya yang dikeluarkan oleh Haha dan Hihi secara berturut-turut 40 N dan 50 N maka berapa total gaya yang dikeluarkan keduanya? Dan hitung massa lemari tersebut jika lemari tersebut berpindah
dengan percepatan 0,5 m/s2?
4. Sebuah tali ditarik ke kanan dengan gaya 100 N dan ditarik ke kiri dengan gaya 40 N. Berapa resultan gaya yang dikenakan pada tali tersebut dan ke mana arah resultan gaya tersebut?
5. Wahyu memiliki massa 40 kg. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2 hitunglah berat Wahyu?
Pembahasan
1. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep hukum II Newton
Diketahui:
Jadi percepatan benda tersebut adalah 10 m/s2
2. Sama seperti soal no 1, anda harus harus paham dengan konsep hukum II Newton untuk
menjawab soal ini.
Jadi massa meja tersebut adalah 50 kg
3. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep gaya tak setimbang dan hukum
II Newton.
R = F1+F2 R = 40 N + 50 N R = 90 N
Jadi resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut adalah 90 N
Dengan menggunakan hasil dari resultan gaya tersebut sekarang kita hitung massa lemari tersebut dengan menggunakan konsep hukum II newton.
m = F/a => m = R/a m = 90 N/(0,5 m/s2)
m = 180 kg
Jadi massa lemari tesebut adalah 180 kg.
4. Untuk menjawab soal ini anda harus paham konsep gaya tak setimbang. Untuk yang arahnya
ke kanan kita beri tanda positif (+) sedangkan yang ke kiri kita beri tanda negative (-).
Diketahui:
Jadi resultan gayanya 60 N ke kanan
5. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep percepatan oleh gravitasi.
Diketahui:
Jadi berat wahyu adalah 400 N
=====================================
========
Soal No. 1
Kotak berpindah 4 meter ke kanan dari posisi semula. Tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut! Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan W = F x S
W = 12 x 4 W = 48 joule Soal No. 2
Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Jika usaha yang dilakukan oleh gaya kepada balok adalah 680 joule, hitunglah besar perpindahan balok!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan W = F x S
680 = 40 x S S = 680 / 40 S = 17 meter Soal No. 3
Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan W = F x S
15,6 = F x 13 F = 15,6 / 13 F = 1,2 Newton Soal No. 4
Dua buah gaya masing-masing F1 = 10 N dan F2 = 5 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu
permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 5 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!
W = (10 + 5) x 5 W = 15 x 5 W = 75 joule Soal No. 5
Dua buah gaya masing-masing F1 = 15 N dan F2 = 7 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu
permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 6 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!
Pembahasan W = (F1 − F2) x S
W = (15 − 7) x 6 W = 8 x 6 W = 48 joule Soal No. 6
Usaha total yang dilakukan oleh dua buah gaya F1 dan F2 pada sebuah benda adalah 120 joule. Perhatikan gambar
berikut
Jika perpindahan benda adalah 5 meter, tentukan besarnya gaya F2! Pembahasan
W = (F1 − F2) x S
120 = (36 − F2) x 5
120 / 5 = 36 − F2
24 = 36 − F2
F2 = 36 − 24
F2 = 12 Newton
Soal No. 7
Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan usaha yang diperlukan!
Pembahasan
Usaha bisa juga ditemukan dari perubahan energi potensial buku. Energi potensial buku saat dilantai adalah nol, sementara energi potensial saat di meja adalah Ep = m x g x h, dimana h adalah tinggi meja. Ubah satuan ke MKS (meter, kilogram, sekon), dengan demikian
W = Δ Ep W = m x g x h
W = 0,300 x 10 x 0,80 W = 2,4 joule
Soal No. 8
Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut
memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut! Pembahasan
Hubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) : P = W / t
dimana
W = Usaha (joule) , jangan keliru sebagai berat karena lambang berat w juga! W = (gaya berat siswa) x (perpindahan siswa) = 450 x 3 = 1350 joule
Dengan demikian : P = W/t
P = 1350 / 6 P = 225 watt Soal No. 9
Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut! Pembahasan
Ubah menit menjadi detik, 2 menit = 120 detik P = W/t
P = 3000 / 120 P = 25 watt Soal No. 10
Seorang anak membawa kotak yang beratnya 50 Newton dari titik A menuju B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut fisika, berapakah usaha yang dilakukan anak?
Pembahasan
Kotak akhirnya tidak berpindah tempat, sehingga perpindahannya adalah nol W = gaya x perpindahan = 0
Soal No. 11
Sebuah peti didorong dengan kekuatan 400 newton dan berpindah sejauh 4 meter. Berapakah usaha yang dilakukan pada peti tersebut?
A. 100 J B. 396 J C. 404 J D. 1600 J
(Dari Soal Ebtanas 1995)
Pembahasan W = F x s W = 400 x 4 W = 1600 joule Soal No. 12
Perhatikan gambar berikut!
B. 90 joule C. 190 joule D. 7000 joule
(Soal Ebtanas 1999)
Pembahasan
W = 50 X 1,4 = 70 joule
========================================================== ======
IPA Fisika Kelas 8 Semester 2 Soal 1
Perhatikan grafik simpangan gelombang terhadap waktu pada gambar di atas! Jika jarak AB = 250 cm, tentukan cepat rambat gelombang tersebut!
Pembahasan :
Pada gambar di atas terdapat 1 ¼ gelombang (satu gelombang terdiri atas satu bukit dan satu lembah) dengan panjang 250 cm (jarak AB). Untuk menentukan cepat rambat gelombang (v) harus ditentukan terlebih dahulu panjang gelombang (?), serta frekuensi (f) atau periode gelombangnya (T).
Panjang satu gelombang (?) adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap satu periode.
Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu (satu detik). Perhatikan gambar, untuk membentuk satu gelombang ditempuh dalam waktu 2 sekon. Sehingga frekuensi gelombangnya adalah :
Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang. Pada gambar, untuk membentuk satu gelombang diperlukan waktu 2 sekon, sehingga periode gelombang :
Untuk menentukan cepat rambat gelombang dapat menggunakan rumus :
atau
Soal 2
Getaran gempa merambat dengan kecepatan 75 km/s dengan frekuensi 30 Hz. Tentukan panjang gelombang getaran gempa tersebut!
sumber soal : Ulangan Harian IPA Fisika Kelas 8 SMP 2 Pegandon.
Pembahasan :
Soal 3
Sebuah slinki yang diberi usikan membentuk gelombang longitudinal dengan laju 1 m/sekon. Jika dalam waktu 6 sekon terbentuk tiga rapatan dan tiga regangan, tentukan :
a. Periode
Pembahasan :
Pada gambar terlihat ada 3 buah gelombang (1 gelombang = 1 rapatan dan 1 regangan) dengan v = 1 m/s. a. Periode
b. Panjang gelombang
c. Frekuensi
