1. Sebuah benda bermassa 2 Kg diberi gaya 10 N pada lantai licin seperti pada gambar. Benda berpindah sejauh 5 meter. Besar usaha untuk memindahkan benda adalah ?
Jawab
Besar usaha adalah hasil perkalian titik vektor gaya dan vektor perpindahan seperti tertulis pada persamaan di bawah ini
Besar Usaha untuk memindahkan benda adalah
2. Sebuah benda bermassa 2 Kg diberi gaya 20 N pada lantai licin seperti pada gambar, gaya yang diberikan membentuk sudut terhadap garis horizontal. Benda berpindah sejauh 5 meter. Besar usaha untuk memindahkan benda adalah ?
Jawab
Soal ini sama dengan nomor 1 bedanya gaya yang diberikan membentuk sudut terhadap garis horizontal
Besar usaha untuk memindahkan benda adalah
3. Sebuah benda bermassa 4 Kg diberi gaya 20 N pada lantai kasar seperti pada gambar, gaya yang diberikan membentuk sudut terhadap garis horizontal. Benda berpindah sejauh 5 meter.
a. Besar usaha untuk memindahkan benda adalah ?
b. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya gesek ?
Jawab
a. Menentukan besar usaha untuk memindahkan benda
Soal ini adalah soal pengembangan dari soal nomor 1 dan nomer 2, lantai tempat benda berada tidak licin tetapi kasar dengan koefisien gesekan kinetis sudah diketahui pada gambar soal. Langkah pertama kita harus menggambar gaya-gaya yang bekerja pada benda untuk menentukan total gaya yang bekerja pada benda. Penentuan gaya normal pada soal ini harus lebih teliti karena terdapat komponen gaya yang diberikan searah dengan gaya normal hal ini akan mempengaruhi besar gaya normal yang bekerja pada benda.
Setelah menggambar gaya-gaya yang bekerja pada benda kita bisa hitung besar gaya normal
Besar gaya normal yang bekerja pada benda adalah
Selanjutnya bisa kita hitung besar usaha yang bekerja pada benda
Pada soal terdapat gaya gesek yang berlawanan arah dengan arah gerak, maka gaya penyebab benda berpindah mendapat hambatan dari gaya gesek
Subtitusikan besar gaya normal yang telah di hitung di atas
Maka besar usaha untuk memindahkan benda sejauh 5 meter adalah
b. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya gesek
Karena yang ditanyakan besar usaha oleh gaya gesek maka gaya yang di hitung hanya besar gaya gesek saja
4. Benda bermassa 2 Kg ditempatkan pada bidang miring licin pada titik A, kemudian benda meluncur ke titik B, tinggi bidang miring 30 cm dan panjang miring 50 cm. Tentukan :
a. Usaha dari A ke B
b. Besar kecepatan di titik B
Jawab
a. Menentukan besar usaha dari A ke B
Kita gambarkan terlebih dahulu gaya-gaya yang bekerja pada benda seperti pada gambar di bahwah ini
Untuk menghitung besar usaha bisa kita gunakan persamaan usaha juga adalah merupakan selisih energi potensial jika bidang licin berada pada keadaan lincin atau tanpa gesekan
Kita bisa hitung besar usahanya adalah
Cara lain untuk menentukan usaha dari A ke B dengan menggunakan konsep awal usaha adalah
Gaya yang digunakan adalah gaya penyebab gerak yang sejajar dengan vektor perpindahan
b. Menentukan kecepatan di titik B
Kita gunakan persamaan usaha adalah merupakan selisih energi kinetik
Besar kecepatan di titik A adalah nol
Cara lain menentukan besar kecepatan
Cara lain adalah menggunakan hukum kekekalan energi mekanik yang hasil akhirnya besar kecepatan jika bidang miring licin akan selalu
Rumus di atas bisa dipakai dalam keadaan khusus yaitu bidang miring licin dan kecepatan awal nol
Besarnya akan sama dengan pembahasan sebelumnya
5. Sebuah mobil bermassa 800 Kg berkecepatan 20 m/s berubah menjadi 10 m/s . Besar usaha untuk merubah kecepatan tersebut jika jark yang ditempuh 10 meter ?
Jawab
Kita bisa gunakan persamaan usaha adalah selisih besar energi kinetik
Usaha juga adalah perkalian titik antara vektor gaya dan perpindahan
6. Sebuah benda dilemparkan dengan sudut elevasi tertentu dari ketinggian 100 meter dengan kecepatan 20 m/s seperti terlihat pada gambar. Besar kecepatan benda saat benda berada pada ketinggian 20 meter adalah ?
Jawab
Kita gunakan persamaan hukum kekekalan energi mekanik
Besar massa bisa kita hilangkan
Besar kecepatan di titik B adalah
7. Sebuah peluru bermassa 10 gram berkecepatan 200 m/s ditembakan pada sebuah karung pasir. Peluru menembus karung pasir sampai kedalaman 20 cm. Besar tahanan karung pasir pada peluru adalah ?
Jawab
Kita gunakan persamaan usaha adalah selisih energi kinetik
Besar gaya tahanan karung pasir yang membuat peluru jadu berhenti adalah
No comments:
Post a Comment