M.UBAIDILLAH / XII-IPA2 / 15
GERAK LURUS
1. Pada GLBB, besaran apakah yang bernilai tetap ? jelaskan !
sebutkan juga besarann-besaran yang selalu berubah !2. Apa intisari
dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) ? jelaskan !3. Sebuah
mobil dipercepat dari 40 km/jam sampai 60 km/jam, sedangkan mobil
lain dipercepat dari keadaan diam sampai 20 km/jam. Jika kedua
mobil tersebut dipercepat selama selang waktu yang sama, mobil mana
yang memiliki percepatan yang lebih kecil ? Jelaskan ! 4. Sebuah
sepeda motor bergerak dari keadaan diam hingga mencapai laju 40
km/jam dalam selang waktu 2 jam. Berapakah percepatan sepeda motor
tersebut ?4. Sebuah mobil diperlambat dari 20 m/s sampai berhenti
dalam jarak 10 meter. Berapa perlambatannya ? 11. Sebuah pesawat
terbang ringan harus mencapai laju 30 m/s untuk lepas landas.
Berapa panjang landasan pacu yang dibutuhkan jika percepatannya
adalah 3 m/s2?5. Sebuah mobil melambat dari laju 20 m/s sampai
berhenti dalam waktu 5 sekon. Berapa jarak yang ditempuhnya dalam
waktu itu ?6. Sebelum berhenti, sebuah mobil meninggalkan bekas
sepanjang 40 m di jalan. Dengan menganggap perlambatan 5 m/s2,
perkirakan laju mobil tersebut tepat sebelum pengereman.7. Sebuah
Bus yang berjalan dengan laju 90 km/jam menabrak pohon. Bagian
depan mobil tersebut penyok dan pengendaranya berhenti setelah
terlempar sejauh 2 m. Berapa percepatan rata-rata si pengendara
selama tabrakan ?8. Seorang pengendara motor yang sedang mabuk
ngebut dengan laju 120 km/jam melewati seorang polisi yang sedang
duduk di atas motornya yang berhenti di pinggir jalan. Polisi
tersebut langsung mengejar dengan percepatan konstan 5 km/jam
/s(perhatikan satuan).Jika sepeda motor yang dikendarai pengendara
mabuk bergerak dengan laju tetap, berapa lama waktu yang dibutuhkan
polisi untuk mencapai pengendara mabuk tersebut ?9. Seorang pelari
berharap dapat menyelesaikan lari 10.000 meter dalam waktu kurang
dari 30 menit. Setelah tepat 26 menit berlari, masih tersisa 1000
m. berapa sekon si pelari harus mempercepat larinya sebesar 0,20
m/s2agar ia bisa mencapai waktu yang diharapkan ?10. Seekor kucing
sedang berjalan dengan laju 0,2 m/s. Karena melihat kucing, seekor
tikus lari terbirit-birit dengan laju tetap 0,4 m/s. Jika kucing
langsung mengejar tikus dengan percepatan tetap sebesar 0,2 m/s2,
berapa lama waktu yang dibutuhkan kucing untuk menangkap tikus ?
jika tikus ingin menyelamatkan dirinya dari bahaya maut, berapakah
laju minimum yang dibutuhkan agar bisa tiba dengan aman di lubang
persembunyian yang berjarak 3 meter ?11. Misalnya dirimu sedang
mengendarai mobil di jalan lurus dengan laju 60 km/jam. Pada jarak
100 meter di depan anda terdapat seorang anak SD yang sedang
menyebrang jalan. Jika anda memberi perlambatan tetap sebesar 10
m/s2, apakah anak tersebut tertabrak ? jika dirimu tidak ingin
masuk bui, berapakah percepatan minimum yang dibutuhkan agar mobil
anda berhenti tepat di depan anak tersebut ?12. Sebuah mobil mulai
bergerak dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2 m/s2. Setelah
mobil bergerak selama 20 sekon, mesin mobil dimatikan. Jika mobil
berhenti 20 detik kemudian, berapakah jarak yang masih ditempuh
mobil sejak mesinnya dimatikan hingga mobil tersebut berhenti ?23.
Seekor kuda jantan sedang kasmaran ketika melihat kuda betina pada
jarak 60 meter. Kuda jantan langsung berlari menuju kuda betina
dengan percepatan tetap 4 m/s2sambil meringkik kegirangan. Setelah
kuda jantan menempuh jarak 40 meter, kuda betina berlari ke arah
kuda jantan dengan laju tetap 2 m/s. Pada jarak berapa keduanya
bertemu ?
1. Sebuah benda dengan massa 1 kg, jatuh bebas dari ketinggian
10 meter. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2, maka kecepatan
benda pada ketinggian 5 meter adalah ....a. 25 m/s d. 10 m/sb. 20
m/s e. 5 m/sc. 15 m/s2. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian
31,25 m. Jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, maka
pada saat benda berada di ketinggian 20 m dari tanah kecepatan
benda tersebut adalah . . ..a. 10 ms-1 d. 20,6 ms-1b. 5 ms-1 e. 25
ms-1c. 20 ms-13. Dua buah benda A dan B yang bermassa masing-masing
m, jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A
menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh
tanah dengan energi kinetik sebesar ....a. 1/2 m.v2 d. 1/4 m.v2b.
m.v2 e. 3/2 m.v2c. 1/3 m.v24. Suatu benda jatuh bebas dari
ketinggian tertentu ke tanah. Apabila gesekan dengan udara
diabaikan, kecepatan benda pada saat mengenai tanah ditentukan oleh
. . ..a. percepatan gravitasi bumi dan massa bendab. waktu jatuh
yang dibutuhkan dan berat bendac. ketinggian benda yang jatuh dan
gravitasi bumid. luas permukaan bendae. massa dan ketinggiannya5.
Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian h tanpa kecepatan awal. Jika
percepatan gravitasi bumi di tempat itu g, maka kecepatan bola pada
waktu akan tiba di tanah adalah ....a. (2h/g) d. (2h)b. (2g/h) e.
(gh)c. (2gh)6. Perbedaan antara laju dan kecepatan adalah ....a.
laju mempunyai besar dan arah, sedangkan kecepatan hanya mempunyai
besar sajab. kecepatan mempunyai besar dan arah, sedangkan laju
hanya mempunyai arah sajac. laju hanya mempunyai arah saja,
kecepatan hanya mempunyai besar sajad. laju hanya mempunyai besar
saja, kecepatan hanya mempunyai arah sajae. laju mempunyai besar
dan tidak mempunyai arah, sedangkan kecepatan mempunyai besar dan
arah7. Yang dimaksud dengan percepatan adalah ....a. lintasan yang
ditempuh dalam waktu tertentub. perubahan lintasan tiap satuan
waktuc. kecepatan yang dimiliki benda dalam waktu tertentud.
perubahan kecepatan tiap satuan waktue. perubahan lintasan tiap
detik8. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s. Kemudian
benda tersebut diberi gaya searah dengan kecepatan sebesar 30 N.
Jika massa benda 1 kg, hitunglah kecepatan benda setelah bergerak
sejauh 10 m !a. 15 m/s d. 50 m/sb. 20 m/s e. 150 m/sc. 25 m/s9.
Dari sebuah menara yang tingginya 100 m dilepaskan suatu benda.
Jika percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2, maka kecepatan benda pada
saat mencapai tanah adalah ....a. l0V10 m/s d. l00V10 m/sb.10V20
m/s e. 1000 m/sc.10 m/s10. Perbedaan jarak dan perpindahan pada
gerak lurus adalah ....a. kedua-duanya adalah besaran vektorb.
kedua-duanya adalah besaran skalarc. jarak adalah besaran skalar
dan perpindahan adalah besaran vektord. jarak adalah besaran
vektor, tetapi perpindahan adalah besaran skalare. Jarak ditentukan
oleh arah sedangkan perpindahan tidak11. Sebuah mobil bergerak dari
keadaan diam dan mencapai kecepatan 40 m/s selama waktu 20 sekon.
Percepatan rata-rata mobil tersebut adalah ....a. 0,2 ms-2 d. 80
ms-2b. 2 ms-2 e. 800 ms-2c. 20 ms-212. Massa benda 0,4 kg dilempar
vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian 5 meter. Jika
percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2, maka kecepatan awal benda yang
dilempar adalah .a. 2 m/s d. 5v2 m/sb. 4 m/s e. 10 m/sc. 5 m/s13.
Definisi dari kecepatan adalah . . ..a. sama dengan jarak dibagi
waktub. sama dengan kelajuanc. perpindahan tiap satuan waktud.
panjang lintasan tiap satuan waktue. lintasan tiap satuan waktu14.
Misalkan jarak kota A - B adalah 180 km. Sebuah bus berangkat dari
kota A pukul 08.00 dan sampai di kota B pukul 12.00. Kecepatan
rata-rata bus tersebut adalah ....a. 12,5 m/s b. 20 m/sb. 15 m/s e.
22,5 m/sc. 17,5 m/s15. Sebuah roket meluncur dengan kecepatan awal
4 m/s mendapat percepatan tetap 0,3 ms-2. Setelah 2 menit kecepatan
roket itu adalah . . . .a. 40 m/sb. 36 m/sc. 4,6 m/sd. 4,3 m/se. 4
m/s16. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h meter. Jika
percepatan gravitasi bumi = g ms-2, tulis rumus yang menyatakan
hubungan antara h, g, dan t !a. h = 2 g.t2 d. h = g.t2b. h = 1/2
g.t e. h = 1/2 g.t2c. h = 2 g.t17. Sebongkah batu yang massanya 2
kg, dilepaskan dari ketinggian 200 m dari permukaan tanah. Apabila
percepatan gravitasi bumi = 10 ms-2, kecepatan bongkahan batu
tatkala melewati titik yang berada pada ketinggian 120 meter dari
permukaan tanah adalah ....17.a. 40 m/s d. 160 m/sb. 80 m/s e. 200
m/sc. 120 m/s18. Jika suatu kendaraan bergerak dengan arah dan
kecepatan tetap selama 10 menit, gerak semacam ini adalah . ...a.
gerak lurus diperlambat beraturanb. gerak lurus dipercepat
beraturanc. gerak lurus beraturana. gerak lurus berubah beraturane.
gerak dengan percepatan tetap19. Benda A dan B berada di atas
tanah, kemudian saling dijatuhkan bebas. A lebih dahulu dijatuhkan
baru kemudian B, maka jarak antara A dan B selama masih bergerak di
udara adalah .a. tetapb mengecilc. membesard. mengecil dahulu lalu
tetape. membesar dahulu lalu tetap20. Benda yang massanya 1 kg
berada di tempat yang tingginya 25 m, kemudian benda tersebut jatuh
bebas. Jika telah menempuh jarak 5 meter, maka kecepatan benda
tersebut adalah .a. 50 m/sb . 32,5 m/sc. 15 m/sd. 12,5 m/se. 10
m/s21. Pada suatu saat terlihat kilat dan 10 detik kemudian
terdengar suara gunturnya. Apabila kecepatan cahaya sebesar
3.108m/s dan kecepatan bunyi 340 m/s, maka jarak antara asal kilat
dan pengamat adalah ..a. 34 mb. 3400 mc. 10200 md. 3.10^8 me.
3.10^9 m
FISIKA GERAK MELINGKAR
29.Sebuah materi bergerak dengan kecepatan sudut 600
rad/s,kemudian materi tersebut di percepat dengan percepatan 120
rad/s2.Waktu yang digunakan untuk mencapai percepatan tersebut
adalah.a.2 s d.5 sb.3 s e.6 sc.4 s30. Dalam waktu 2 s benda
berotasi,perubahan kecepatan dari 4 rad/s menjadi 20 rad/s.Selama
waktu tersebut titik C (berada pada benda) mendapat percepatan
tagensial rata-rata sebesar 1,6 m/s.Jarak C ke sumbu putar
adalah.a.0,1 cm d.10 cmb.0,2 cm e.20 cmc.5 cm31. Sebuah kaleng
mula-mula diam kemudian berputar pada porosnya dengan percepatan
sudut konstan sebesar 20 rad/s2selama 10 sekon.Selanjutnya kaleng
tersebut mengalami perlambatan konstan 10 putaran. Waktu yang di
perlukan sebelum kaleng berhenti jika posisi sudutnya 62,8
adalah..A,0,2 sekon d.0,8 sekonb.0,4 sekon e.1,0 sekonc.0,6
sekon32.Silinder berongga yang bermassa 8 kg memiliki diameter
dalam 6 cm.Momen inersia terhadap sumbu horizontal melalui pusat
adalah..a.100 kg cm2b.125 kg cm2c.137,5 kg cm2d.140 kg cm2e.150 kg
cm233.Bola pejal bermassa M dan jari-jari R mengilinding menuruni
sebuah bidang miring dengan sudut kemiringan terhadap arah
mendatar. Percepatan bola adalah.a..g.sin. b..g.sin. c..g.sin. d
g.sin e. g cos 34.Pada gambar di atas bermassa balok A, beban B dan
roda control berongga C adalah 7 kg, 2 kg dan 1 kg.Percepatan
gravitasi 10 m/s2,tegangan tali T1adalah..a.20 Nb.16 Nc.14 Nd.8
Ne.7 N35.Sistem pada gambar di atas berada dalam keadaan seimbang.
Beat balok A adalah 600 N dan koefisien gesekan ststik antara balok
A dan meja adalah 0,2. Berat balok B adalah.a.20Nb.20Nc.40
Nd.40Ne.40N36.Sebuah roda yang memiliki massa 10 kg dan jari-jari
=0,8 bertumpu di lantai dan bersandar pada tangga yang tingginya
0,2 m dari lantai seperti gambar.Besar gaya untuk mengungkit roda
jika g=10 m/s2 adalah.a.28 Nb.53c,64 Nd.88,3 Ne.102 N37.Pada batang
ADbekerja empat buah gaya sejajar masing-masinh F1=F3=5 dan
F2=F4=12N(lihat gambar ) maka momen kopel pada batang AD adalah.a.5
Nb.10 Nc.12 Nd.24 Ne.34 N38.Seorang anak yang beratnya 300 N duduk
pada suatu ayunan seperti ganbar.Besar gaya F yang diperlukan pada
posisi tersebut adalah.a.200 Nb.200 Nc.100 Nd.175 Ne.150 N39.Sebuah
benda beratnya 400 N diletakan di atas papan yang panjang 4 m pada
jarak 1,8 m dari salah satu ujungnya .Dua orang mengangkat papan
tersebut pada ujung-ujungnya.Gaya orang tersebut berturut-turut
yang harus di keluarkan setiap orang adalah.Na.180 dan 220b.200 dan
200c.230 dan 270d250 danm250e.228 dan 27240.Sebuah tangga mempunyai
panjang I dan beratnya 1000 N .Tangga diam pada dinding vertical
yang licin . Jika koefisien antara tangga dan lantai , sudut
minimum sehingga tangga akan tergelincir
adalah.a.200b.300c.370d.450e.600
HUKUM NEWTON TENTANG GERAK
1. Koefisien gesek statis antara sebuah lemari kayu dan lantai
kasar suatu bak truk sebesar 0,75. Jadi, percepatan maksimum yang
masih boleh dimiliki truk agar lemari tetap tak bergerak terhadap
bak truk itu adalah . . . .a. nol d. 7,5 m/s2b. 0,75m/s2 e. 10 m/s2
c. 2,5 m/s2
2. Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di tanah. Benda itu
ditarik vertikal ke atas dengan gaya 25 N selama 2 detik lalu
dilepaskan. Jika g = 10 m/s2, energi kinetik benda pada saat
mengenai tanah adalah . . . .a. 150 joule b. 125 joule c. 100 joule
d. 50 joule e. 25 joule
3. Sebuah mobil massanya 2 ton dan mula-mula diam. Setelah 5
detik kecepatan mobil menjadi 20 m/s. Gaya dorong yang bekerja pada
mobil ialah . . . .a. 100 N d. 800 N b. 200 N c. 8000 N e. 400N 4.
Apabila sebuah benda bergerak dalam bidang datar yang kasar maka
selama gerakannya. . . . .a. gaya normal tetap dan gaya gesekan
berubah b. gaya normal berubah dan gaya gesekan tetap c. gaya
normal dan gaya gesekan kedua-duanya tetapa, gaya normal dan gaya
gesekan kedua-duanya berubah e. gaya normal dan gaya gesekan
kadang-kadang berubah dan tetap bergantian
5. Mobil 700 kg mogok di jalan yang mendatar. Kabel horizontal
mobil derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika tegangan
di dalamnya melebihi 1400 N (q = 10 m/s2). Percepatan maksimum yang
dapat diterima mobil mogok dan mobil derek adalah ....a. 2 m/s2 d.
7 m/s2 b. 8 m/s2 e. 0 m/s2 c. 10 m/s2
6. Pada sebuah benda yang bergerak, bekerja gaya sehingga
mengurangi kecepatan gerak benda tersebut dari 10 m/s menjadi 6 m/s
dalam waktu 2 detik. Bila massa benda 5 kg, besar gaya tersebut
adalah .... a. 5N d. 10N b. 6 N c. 11N e. 8N7. Peristiwa di bawah
ini yang tidak mempunyai hukum kelembaman adalah ....a. Bila mobil
yang kita tumpangi direm mendadak, tubuh kita terdorong ke depan b.
Bila kita berdiri di mobil, tiba-tiba mobil bergerak maju tubuh
kita terdorong ke belakang.c. Pemain ski yang sedang melaju,
tiba-tiba tali putus, pemain ski tetap bergerak maju.d. Pemain
sepatu roda bergerak maju, tetap akan bergerak maju walaupun pemain
itu tidak memberikan gaya. e. Penerjun payung bergerak turun ke
bawah walaupun tidak didorong dari atas.
8. Jika gaya sebesar 1 N bekerja pada benda 1 kg yang dapat
bergerak bebas, maka benda akan mendapat . . .. a. kecepatan
sebesar 1 m/s c. percepatan sebesar 1 m/s2c. percepatan sebesar 10
m/s2d. kecepatan sebesar 10 m/s e. kecepatan sebesar 10 m/s
9. A naik bus yang bergerak dengan kecepatan 40 km/jam.
Tiba-tiba bus direm secara mendadak, akibatnya A terdorong ke muka.
Hal ini disebabkan karena .... a. gaya dorong bus b. gaya dari rem
c. sifat kelembaman dari A d. sifat kelembaman dari bus e. gaya
berat A
10. Sebuah benda sedang meluncur pada suatu bidang miring dengan
kecepatan konstan, ini berarti . . . .a. bidang itu merupakan
bidang licin sempurna b. komponen berat dari benda yang sejajar
bidang miring harus lebih besar dari gaya geseknya c. komponen
berat dari benda yang sejajar bidang miring harus lebih kecil dari
gaya geseknya d. komponen berat dari benda yang sejajar bidang
miring harus sama dengan gaya geseknya e. berat benda harus sama
dengan gaya geseknya11. Suatu benda bermassa 2 kg yang sedang
bergerak, lajunya bertambah dari 1 m/s menjadi 5 m/s dalam waktu 2
detik bila padanya beraksi gaya yang searah dengan gerak benda,
maka besar gaya tersebut adalah ....a. 2 Nd. 8 Nb. 4 Ne. 10 Nc. 5
N
12. Sebuah mobil massanya 1 ton selama 4 detik kecepatannya
bertambah secara beraturan dan 10 m/det menjadi 18 m/det. Besar
gaya yang mempercepat mobil itu adalah .... a. 2000 N d. 8000 N b.
4000 N e. 10000 N c. 6000 N13. Benda massanya 2 kg berada pada
bidang horizontal kasar. Pada benda dikerjakan gaya 10 N yang
sejajar bidang horizontal, sehingga keadaan benda akan bergerak.
Bila g = 10 m/s^2, maka koefisien gesekan antara benda dan bidang
adalah .... a. 0,2 d. 0,5 b. 0,3 e. 0,6 c. 0,4
14. Benda beratnya 98 newton (g = 10 m/s2) diangkat dengan gaya
vertikal ke atas sebesar 100 newton, maka percepatan yang dialami
benda .... a. nol d. 2 m/s2 b. 0,2 m/s2 e. 5 m/s2 c. 0,4 m/s2
15. Sebuah benda massanya 4 kg terletak pada bidang miring yang
licin dengan sudut kemiringan 45 derajat terhadap horizontal. Jadi,
besar gaya yang menahan benda itu. (g = 10 m/s2)a. 2 V2 Nd. 40 Nb.
8 V2 Ne. 40 V2 Nc. 20 V2 N
16. Kalau kita berada dalam sebuah mobil yang sedang bergerak,
kemudian mobil tersebut direm, maka badan kita terdorong ke depan,
hal ini sesuai ..a. Hukum Newton Ib. Hukum Newton IIc. Hukum
Aksi-Reaksid. Hukum Gaya berate. Hukum Pascal
17. Pada benda bermassa m bekerja gaya F ke atas yang
menimbulkan percepatan a (percepatan gravitasi = g). Hubungan
besaran tersebut dapat dirumuskan ..a. F = m.gd. m.g = F + m.ab. F
= m (a + g)e. m.a = F + m.gc. F = m (a/2) + m.g18. Sebuah elevator
yang massanya 1500 kg diturunkan dengan percepatan 1 m/s2. Bila
percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s2, maka besarnya tegangan pada
kabel penggantung sama dengana. 32400 Nd. 14700 Nb. 26400 Nc. 13200
N e. 16200 N
19. Gaya gesek pada benda yang bergerak di atas lantai kasar
..a. searah dengan arah gerak b. berlawanan dengan arah gaya berat
c. menyebabkan benda berhentid. mempunyai harga maksimum pada saat
benda akan bergerak e. menyebabkan benda bergerak lurus
beraturan
20. Dari hukum Newton II dapat disimpulkan bahwa jika gaya yang
bekerja pada sebuah benda berubah, maka . . . . a. massa dan
percepatannya berubah b. massa dan percepatannya tidak berubah c.
massa berubah dan percepatannya tidak berubah d. massa tidak
berubah dan percepatannya berubah e. volumenya berubah 21. Jika
sebuah benda terletak pada bidang miring, maka gaya normal pada
benda itu.....a. sama dengan berat benda b. lebih kecil dari berat
bendac. lebih besar dari berat benda d. dapat lebih besar atau
lebih kecil dari berat benda e. dapat sama atau tidak sama dengan
berat benda22. Seorang yang massanya 80 kg ditimbang dalam sebuah
lift. Jarum timbangan menunjukkan angka 1000 newton. Apabila
percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2 dapat disimpulkan bahwa....a.
massa orang di dalam lift menjadi 100 kg b. lift sedang bergerak ke
atas dengan kecepatan tetap c. lift sedang bergerak ke bawah dengan
kecepatan tetap d. lift sedang bergerak ke bawah dengan percepatan
tetap e. lift sedang bergerak ke atas dengan percepatan tetap
23. Sebuah benda massanya 2 kg terletak di atas tanah. Benda
tersebut ditarik ke atas dengan gaya 30 N selama 2 detik lalu
dilepaskan. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka tinggi yang
dapat dicapai benda adalah : a. 10 meter d. 18 meter b. 12 meter e.
20 meter c. 15 meter
24. Sebuah benda bermassa 20 kg terletak pada bidang miring
dengan sudut 30derajat terhadap bidang horizontal, Jika percepatan
gravitasi 9,8 m/s2 dan benda bergeser sejauh 3 m ke bawah, usaha
yang dilakukan gaya berat .... a. 60 joule d.294,3 joule b. 65,3
joule e. 588 joule c. 294 joule
25. Sebuah benda yang beratnya W meluncur ke bawah dengan
kecepatan tetap pada suatu bidang miring kasar. Bidang miring
tersebut membentuk sudut 30 derajat dengan horizontal. Koefisien
gesekan antara benda dan bidang tersebut adalah .... a. 1/2 v3 Wd.
1/3 v3b. 1/2 We. 1/2c. v326. Sebuah benda yang massanya 1200 kg
digantungkan pada suatu kawat yang dapat memikul beban maksimum
sebesar 15.000 N. Jika percepatan gravitasi bumi sama dengan 10
m/s2, maka harga maksimum percepatan ke atas yang diberikan pada
beban itu sama dengan ....a. 2,5 m/s2 d. 22,5 m/s2b. 10,0 m/s2 e.
12,5 m/s2 c. 7,5 m/s2GERAK ROTASI1.Momentum SudutSeorang anak
dengan kedua lengan berada dalam pangkuan sedang berputar pada
suatu kursi putar dengan 1,00 putaran/s. Ketika ia merentangkan
kedua lengannya, ia diperlambat sampai 0,40 putaran/s. Tentukan
perbandingan:a. momen inersia gabungan anak + kursi sebelum dan
sesudah kedua lengannya direntangkanb. energi kinetik sebelum dan
sesudahnya
Penyelesaian :No.1= 1 rps (sebelum merentangkan tangan)= 0,4 rps
(sesudah merentangkan tangan)
a). Gunakan Hukum Kekekalan momentum sudut=> L= L=>I=
I=>I(1) = I(0,4)maka : I: I= 0,4 : 1atau : I: I= 2 : 5
b). Rumus energi kinetik rotasi adalah : Ekr = I Maka :Ekr= I
dan Ekr= ISehingga perbandingan :Ekr: Ekr= (I/ I).(: )Ekr: Ekr=
(2/5) . (5/2) = 5/2Ekr: Ekr= 5 : 22.Momen InersiaSebuah roda
bermassa 6 kg dengan radius girasi 40 cm, berputar dengan kecepatan
300 rpm. Tentukan momen inersia dan energi kinetik rotasi roda
itu.
Penyelesaian :I = M k2= (6 kg) (0,40 m)2= 0,96 kg . m2Ekr = I2;
denganharus dinyatakan dalam rad/s.harus dinyatakan dalam rad/s.=
(300 putaran / menit) (1 menit / 60 sekon) (2rad / 1 putaran) =
31,4 rad/smaka Ekr = I2= (0,96 kg . m2) (31,4 rad/s)2= 473 J.
3.Momentum SudutSebuah bola pejal500g berjari jari 7 cm dengan
momen kelembaman (inersia) sebesar 0,00098 kg . m2, berputar dengan
30 putaran/detik (put/s) pada sebuah sumbu yang melalui titik
pusatnya. Berapakah (a) energi kinetik rotasi dan (b) momentum
sudut. (Catatan :harus dalam rad/s).Penyelesaian :(a)Dengan
mengetahui bahwa= 30 put/s = 188 rad/s, maka akan kita peroleh :Ekr
= I2= (0,00098 kg . m2) (188 rad/s)2= 17,3 J(b)Momentum sudutnya :L
= I= (0,00098 kg . m2) (188 rad/ s) = 0,184 kg . m2/s
4.Hubungan antara Momen gaya dan percepatan sudutBaling baling
suatu pesawat bermassa 70 kg dengan radius girasi 75 cm. Berapakah
momen inersia baling baling itu? Agar baling baling dapat
dipercepat dengan percepatan sudut sebesar 4 put/s2, berapakah
torsi yang diperlukan?M = 70 kg ; k = 75 cm = 0,75 m ; I = ....?
dan = ....?
Penyelesaian :I = Mk2 = (70 kg) (0,75 m)2= 39 kg . m2Dengan
menggunakan = I,dan harus dalam rad/s2 = (4 put / s2)
(2rad/putaran) = 8 rad/s2Maka, = I = (39 kg . m2) (8 rad/s2) = 990
N . m
5.Momen gaya (torsi)Pada gambar menunjukkan gaya 40 N yang
dikerjakan secara tangensial pada tepi roda berjari jari 20 cm, dan
ber-momen inersia 30 kg . m2. Tentukan momen gaya = ..?yang
dimiliki benda tersebut.r = 20 cm = 0,2 mF = 40 N
Penyelesaian : = r x F = (40 N) (0,2 m) = 2 N m
6.Usaha dan Usaha dalam Gerak RotasiSebuah silinder pejal
menggelinding menaiki suatu bidang miring seperti pada gambar.
Kecepatan awal silinder saat akan menaiki bidang miring adalah 20
m/s. Bila energi yang hilang akibat gesekan dapat diabaikan,
ternyata silinder mampu mencapai ketinggian h sebelum berbalik
arah. Berapakah tinggi h...?(Silinder pejal, I = mR2)Penyelesaian
:Energi akhir = Energi awalmgh= mv2+ I2mgh= mv2+ ( mR2)2gh= v2+
v2h= 3v2/4g = x 202/10h= 30 m
7.Usaha dan Usaha dalam Gerak RotasiSebuah pejal homogen
menggelinding pada bidang datar dengan kecepatan v = 10 m/s. Bola
kemudian menggelinding ke atas menurut bidang miring hingga menc
apai titik balik B setinggi h. Jika percepatan gravitasi g = 10
m/s, maka h = ................?(Catatan : benda berbentuk bola
pejal maka : I = 2/5mR2dan= V/R)
Penyelesaian :Hukum kekekalan energi mekanik, berlaku :EMA = EMB
atau EKA = EKB I2+ mV2= mgh. 2/5 mR2(V2/R2) + mV2= mgh1/5mV2+ mV2=
mgh7/10 V2= gh7/10.(10)2= 10 hh= 7 meter
8.Hubungan antara Momen gaya dan percepatan sudutSebuah yoyo
bermassa 500 gram melakukan gerak seperti pada gambar.
Berapapercepatan yang dialami.....? (anggap yoyo adalah silinder
pejal).
Penyelesaian :Translasi F = m . aw T = m . aT = w m . aRotasi =
I .T .r = m r2. a/rT = m . aSubstitusi m . a = w m . a3/2 m . a = m
. ga = 2/3 . g = 2/3 . 10 = 6,67 m/s2
9.Momen InersiaSebuah partikel bermassa 2 kg diikatkan pada
seutas tali yang panjangnya 0,5 meter. Berapa momen Inersia
partikel tersebut jika diputar ?Penyelesaian :Catatan :Yang kita
bahas ini adalah rotasi partikel, bukan benda tegar. Jadi bisa
dianggap massa benda terkonsentrasi pada pusat massanya.Momen
inersianya berapa..?I = mr2I = (2 kg) (0,5m)2I = 0,5 kg m2
10.Momen gaya (torsi)Batang AB yang massanya 4 kg dan panjang 3
m diberi penopang pada jarak 1 m dari ujung A. Pada ujung A diberi
beban 80 N. Agar batang seimbang, maka di ujung B harus diberi gaya
sebesar...?
USAHA
1. Dadan mendorong mobilnya yang sedang macet di jalan raya
dengan gaya tetap sebesar 210N yang searah dengan arah mobil
sehingga mobil berpindah sejauh 20 meter. Hitung usahayang
dilakukan Dadan.
2. Sebuah balok ditarik dengan gaya 80 N dengan arah membentuk
sudut 370 terhadaphorizontal. Jika balok hanya berpindah sejauh 6
meter, berapakah usaha yang dilakukanpada balok tersebut?
3. Sebuah balok didorong sejauh 4 m sepanjang permukaan kasar
dengan gaya mendatar 20 N.Jika pada balok bekerja gaya gesekan
sebesar 5 N, hitunglah:a. usaha yang dilakukan oleh gaya 20 Nb.
usaha yang dilakukan oleh gaya gesekanc. usaha total yang
dikerjakan pada balok 4. Sebuah balok bermassa 50 kg ditarik dengan
gaya tetap sebesar 600 N yang arahnya 600terhadap horizontal. Jika
koefesien gesekan antara balok dan lanatai 0,4, hitunglah
usahatotal yang dilakukan pada balok jika balok berpindah sejauh 10
m.5. Sebuah balok ditarik di atas lantai licin dengan gaya mendatar
sebesar 20 N . Hitunglahusaha yang dilakukan jika balok berpindah
sejauh 15 meter.6. Sebuah balok ditarik di atas lantai licin dengan
gaya sebesar 16 N dengan arah 300terhadap horizontal . Hitunglah
usaha yang dilakukan jika balok berpindah sejauh 2,2,meter.7.
Seorang anak duduk di atas kereta luncur. Kereta itu kemudian
ditarik oleh ayahnyadengan gaya 400 N membentuk sudut 370 terhadap
horizontal sehingga berpindahsejauh 10 meter. Jika massa anak dan
kereta luncur 30 kg dan koefesien gesekan kinetikantara kereta dan
permukaan tanah 0,25, hitunglah usaha yang dilakukan oleh
ayahnya
ELASTISITAS1) Hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan
panjang (x) dalam suatu percobaan digambarkan seperti pada grafik
berikut.
Saat pegas ditarik oleh gaya 30 N, energi potensial pegas
menjadi 0,6 J. Konstanta pegas tersebut adalah.....A. 250 N/mB. 500
N/mC. 600 N/mD. 750 N/mE. 1.000 N/m(Sumber soal: Soal Ebtanas
1999)
2) Grafik (F-x) menunjukkkan hubungan antara gaya dan
pertambahan panjang pegas.
Besar energi potensial pegas berdasarkan grafik diatas
adalah....A. 20 jouleB. 16 jouleC. 3,2 jouleD. 1,6 jouleE. 1,2
joule(Sumber soal: UN Fisika 2008 P4 No. 12)
3) Dua pegas identik masing-masing dengan konstanta 1.000 N/m
disusun seperti gambar.
Bila g = 10 m/s2, maka akibat beban B susunan pegas memiliki
energi potensial sebesar....A. 1,5 x 103JB. 3,13 x 103JC. 1,25 x
101JD. 6,25 x 101JE. 3,15 x 101J(Sumber soal: Soal Ebtanas
1997)
4) Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data
sebagai berikut:
F = gaya beban pegas, x = pertambahan panjang pegas. Dapat
disimpulkan pegas memiliki tetapan sebesar....A. 800 N.m1B. 80
N.m1C. 8 N.m1D. 0,8 N.m1E. 0,08 N.m1(Sumber soal: UN Fisika 2010
P04 No. 9)
5) Sebuah pegas yang tergantung dalam keadaan normal panjangnya
20 cm. Bila pada ujung bebas pegas digantung sebuah beban yang yang
bermassa 50 gram, maka panjang pegas menjadi 25 cm. Bila pegas
tersebut disimpangkan sejauh 4 cm, maka energi potensial pegas
adalah.....A. 0,008 jouleB. 0,016 jouleC. 0,2 jouleD. 0,4 jouleE. 2
jouleHUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
1. Hukum Kekekalan Energi menyatakan bahwa energi tidak dapat
hilang alias bersifat kekal, energi hanya dapat berubah dari suatu
bentuk ke bentuk energi yang lain. Buktikan kebenaran pernyataan
ini(2. Sejauh ini, apa yang anda pahami tentang Energi Mekanik ?3.
Mengapa kita menggunakan istilah Hukum Kekekalan Energi Mekanik
tidak menggunakan istilahHukum Kekekalan Energi PotensialatauHukum
Kekekalan Energi Kinetiksaja ?4. Coba jelaskan bagaimana perubahan
energi yang terjadi ketika buah mangga jatuh dari pohon menuju ke
tanah5. lanjutan dari soal nomor 4. Ketika jatuh di permukaan
tanah, apakah energi mekanik buah mangga hilang ? jika tidak,
kemana energi tersebutpergi?6. Apa perbedaan antara gaya
konservatif dan gaya tak konservatif ? sebutkan juga contohnya7.
Dari ketinggian 6 meter, buah mangga yang sudah matang jatuh menuju
permukaan tanah. Berapakah kecepatannya ketika berada pada
ketinggian 1 meter di atas tanah ? (g = 10m/s2)8. Seekor tikus
bermassa 0,2 kg dikejar kucing di atas atap rumah. Tikus tersebut
lari terbirit-birit lalu terpeleset dan jatuh ke tanah. Jika atap
rumah berada pada ketinggian 10 meter, berapakah kecepatan tikus
ketikadiciumtanah ?9. Sebuah bola dilempar dengan kecepatan 10 m/s
ke atas. Berapakah ketinggian yang telah dicapai bola ketika
kecepatannya tinggal 2 m/s ? (g = 10 m/s2)10. Sebuah balok bermassa
2 kg meluncur sejauh 1 meter lalu menumbuk pegas yang diletakan
horizontal. Balok tersebut menekan pegas sejauh 6 cm dari posisi
kendurnya. Bila konstanta pegas 800 N/m dan permukaan lantai kasar
dengan koefisien gesek antara balok dan lantai adalah 0,2, tentukan
kelajuan balok saat menumbuk pegas.
IMPULS DAN MOMENTUM1. Hitunglah besar momentum serangga yang
massanya 22 gram yang tengah terbang dengan laju 80 m/s.2. Sebuah
bola tenis bermassa 60 gram dipukul hingga mencapai kecepatan 144
km/jam, hitunglah impuls bola tenis tersebut.3. Bola kasti bermassa
145 gram dilempar dengan kecepatan 39 m/s ternyata dapat dipukul
balik hingga mencapai kecepatan 52 m/s. Hitunglah impuls yang
terjadi pada bola kasti.4. Gerbong bermassa 6500 kg bergerak dengan
kecepatan 5 m/s menumbuk gerbong yang massanya sama yang sedang
diam, setelah tumbukan keduanya bergerak bersama-sama. Hitunglah
kecepatan kedua gerbong tersebut setelah tumbukan5. Peluru bermassa
20 gram ditembak dengan kecepatan 230 m/s mengenai balok yang diam
di atas lantai. Massa balok 2 kilogram. Ternyata peluru melewati
bagian dalam balok dan setelah keluar dari balok kecepatan peluru
berkurang menjadi 160 m/s. Hitunglah kecepatan balok setelah
ditembus peluru demikian.6. Sebuah pasak panjangnya 40 cm menancap
bagian depannya di atas tanah ditumbuk dengan martil yang
dilemparkan jatuh bebas dari ketinggian 5 meter. Massa martil 10
kilogram. Jika gaya tahan tanah terhadap martil 100 KN (1 KN = 1000
N). Perhitungkan bagaimana pasak bisa masuk ke dalam tanah.7.
Sebuah truk bermassa 2 ton sedang bergerak dengan kecepatan 36
km/jam menabrak sebatang pohon dan berhenti dalam waktu 5 sekon.
Tentukan gaya rata-rata yang dialami truk itu saat bertabrakan.8.
Sebuah bola bermassa 50 gram bergerak dengan kecepatan 230 mph ke
kiri menumbuk tembok dan terpantul dengan kecepatan 260 mph. Impuls
yang dikerjakan dinding terhadap bola adalah .9. Sebuah bom seberat
120 N pecah menjadi dua bagian masing-masing beratnya 80 N dan 40
N. Pecahan dengan berat 80 N bergerak dengan kecepatan 6 m/s.
Tentukan energi kinetik kecepatan yang beratnya 40 N.