Contoh Soal Dinamika Gerak Lurus atau Contoh Soal Hukum Newton Beserta Pembahasannya

Contoh Soal Dinamika Gerak Lurus atau Contoh Soal Hukum Newton Beserta Pembahasannya



1. Dua buah benda diikat dengan tali  kemudian ditarik dengan gaya 10 N dengan arah mendatar pada bidang datar licin seperti pada gambar. Massa benda pertama 2 Kg dan massa benda kedua 3 Kg. Tentukan :

a. Besar percepatan kedua benda
b. Besar tegangan tali yang mengikat benda pertama dan benda kedua
c. Besar gaya normal pada masing-masing benda

Jawab

a. Menentukan besar percepatan kedua benda

Untuk menjawab soal ini sebaiknya kita gambarkan dulu gaya-gaya yang bekerja untuk mempermudah analisa gerak yang terjadi. Gaya- gaya yang bekerja digambarkan pada gambar di bawah ini

Selanjutnya kita gunakan hukum ke II newton yang secara matematis bisa dituliskan sebagai berikut

Besar percepatan pada soal ini adalah

b. Menentukan besar tegangan tali yang mengikat kedua buah benda

Cara pertama untuk menentukan besar tegangan tali antara benda pertama dan benda kedua kita pisahkan benda pertama dan kita analisa gaya-gaya yang bekerja pada benda 2 seperti terlihat pada gambar di bawah ini

Kemudian bisa kita gunakan hukum Newton yang kedua dengan hanya melihat gaya yang bekerja pada benda dua saja, maka Persamaannyapun hanya akan tertulis seperti ini

Besar tegangan tali adalah

Cara kedua untuk menentukn tegangan atli antara benda pertama dan benda kedua sama seperti cara pertama tetapi cara ini hanya melihat gaya-gaya yang bekerja pada benda satu saja

Besar tegangan tali adalah

c. Menentukan besar gaya normal masing-masing benda


Gaya normal pada benda pertama

Gaya normal pada benda kedua

2.Dua buah benda diikat dengan tali  kemudian ditarik dengan gaya 10 N dengan arah enam puluh derajat terhadap garis horizontal pada bidang datar licin seperti pada gambar. Massa benda pertama 2 Kg dan massa benda kedua 3 Kg. Tentukan :

a. Besar percepatan kedua benda
b. Besar tegangan tali yang mengikat benda pertama dan benda kedua
c. Besar gaya normal pada masing-masing benda

Jawab

Soal nomor 2 ini seperti soal nomor satu hanya gaya yang diberikan membentuk sudut enam puluh derajat terhadap garis horizontal, maka gaya ini haru dibuat komponennya yang searah dengan sumbu x dan sumbu y seperti pada gambar di bawah ini.

a. Menghitung besar percepatan

Untuk menghitung percepatan bisa kita gunakan hukum II Newton

b. Menghitung besar tegangan tali antara benda pertama dan benda kedua

Cara pertama kita hanya melihat benda kedua saja dengan menggunakan hukum II Newton

Besar tegangan talinya adalah

Cara kedua kita hanya melihat benda Pertama  saja dengan menggunakan hukum II Newton

Besar tegangan talinya adalah

c. Menentukan besar gaya normal pada masing-masing benda

Besar gaya normal pada benda pertama adalah

Menentukan besar gaya normal pada benda dua

3. Sebuah benda bermassa 2 Kg diletakan pada bidang miring lincin dan meluncur ke bawah seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Tentukanlah :

a. Besar gaya normal pada bidang miring
b. besar percepatan benda ketika meluncur pada bidang miring

Jawab

Kita harus gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada benda seperti terlihat pada gambar di bawah ini

a. Menentukan besar gaya normal pada bidang miring

 Besar gaya normalnya adalah

b. Menentukan besar percepatan benda ketika meluncur pada bidang miring

Kita bisa gunakan hukum ke II Newton

Besar perceptannya adalah

4. Dua buah benda diikat dengan tali kemudian diletakan pada katrol yang dianggap licin artinya tali pada katrol hanya menggeser tidak memutar katrol. Keadaan benda pertama tergantung dan benda kedua berada pada bidang datar licin seperti pada gambar di bawah ini. Benda pertama bermassa 2 Kg dan benda kedua bermassa 3 Kg. Tentukan :

a. Besar gaya normal pada benda 2
b. Besar percepatan
c. Besar tegangan tali

Jawab

Langkah pertama kita harus menggambarkan dulu gaya-gaya yang bekerja pada benda supaya lebih mudah ketika melakukan analisa untuk menentukan besaran tertentu yang akan kita hitung. Gambar gaya-gaya yang terdapat pada benda di deskripsikan pada gambar di bawah ini

a. Menentukan besar gaya normal pada benda dua

Besar gaya normal pada benda dua adalah

b. Menentukan besar percepatan pada kedua benda

Kita bisa gunakan rumus hukum  II Newton sebagai berikut

 Besar percepatan kedua benda adalah

c. Menentukan besar tegangan tali

Cara pertama kita hanya melihat gaya-gaya yang bekerja pada benda kedua

Besar tegangan talinnya adalah

Cara kedua kita hanya melihat gaya-gaya yang bekerja pada benda pertama

Besar tegangan talinnya adalah

5. Dua buah benda diikat dengan tali kemudian diletakan pada katrol yang dianggap licin artinya tali pada katrol hanya menggeser tidak memutar katrol. Keadaan benda pertama tergantung dan benda kedua berada pada bidang miring licin seperti pada gambar di bawah ini. Benda pertama bermassa 2 Kg dan benda kedua bermassa 3 Kg. Tentukan :

a. Besar gaya normal pada benda 2
b. Besar percepatan
c. Besar tegangan tali

Jawab

Langkah yang sama seperti soal-soal sebelumnya harus kita lakukan adalah menggambar gaya-gaya yang bekerja pada benda untuk mempermudah analisa gerak. Di sini kita harus sudah pandai menggambarkan gaya-gaya dan komponen terutama pada bidang miring seperti pada gambar di bawah ini.

a. Menentukan besar gaya normal pada benda 2

Besar gaya normalnya adalah

b. menentukan besar percepatan pada kedua benda

Kita bisa gunakan hukum II Newton untuk menghitung besar percepatan sebagai berikut

Besar percepatannya adalah

c. Menentukan besar tegangan tali yang menghubungkan kedua benda

Cara pertama hanya melihat gaya-gaya yang bekerja pada benda 2, kemudian menggunakan hukum II Newton

Besar tegangan tali adalah

Cara kedua hanya melihat gaya-gaya yang bekerja pada benda 1, kemudian menggunakan hukum II Newton

Besar tegangan tali adalah

5. Seseorang bermassa 60 Kg berada dalam sebuah lift yang sedang bergerak dengan percepatan 1. Tentukanlah besar desakan kaki orang pada lantai lift (gaya normal orang dalam lift), ketika lift sedang bergerak keatas dan ketika lift sedang bergerak ke bawah

Jawab

Pertama kita harus ilustrasikan gaya-gaya yang bekerja ketika lift sedang bergerak ke atas seperti pada gambar di bawah ini. Percepatan ke atas menunjukan lift sedang bergerak ke atas kemudian kita gunakan hukum II Newton dengan gaya yang searah percepatan bernilai positif.

Gaya normal orang pada lantai lift ketika lift sedang bergerak ke atas

Gaya normal orang pada lantai lift ketika lift sedang bergerak ke bawah

Kita harus ilustrasikan gaya-gaya yang bekerja ketika lift sedang bergerak ke bawah seperti pada gambar di bawah ini. Percepatan ke bawah menunjukan lift sedang bergerak ke bawah kemudian kita gunakan hukum II Newton dengan gaya yang searah percepatan bernilai positif.

Besar gaya normal ketika lift sedang bergerak ke bawah adalah