Kumpulan soal-soal fisika
KUMPULAN SOAL SOAL
1. Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Hitunglah :
a) energi kinetik bola tersebut
b) berapa usaha yang dilakukan Ronaldo pada bola untuk mencapai laju ini, jika bola mulai bergerak dari keadaan diam ?
panduan jawaban :
a) Energi Kinetik bola
EK= ½ mv2 = ½ (0,15 kg) (30 m/s2)2 = 67,5 Joule
b) Usaha total
W = EK2 – EK1
EK2 = 67,5 Joule
EK1 = ½ mv2 = ½ m (0) = 0 — laju awal bola (vo) = 0
Dengan demikian, usaha total :
W = 67,5 Joule – 0 = 67,5 Joule
2 :Berapa usaha yang diperlukan untuk mempercepat gerak sepeda motor bermassa 200 kg dari 5 m/s sampai 20 m/s ?
Panduan jawaban :
Pertanyaan soal di atas adalah berapa usaha total yang diperlukan untuk mempercepat gerak motor.
W = EK2 – EK1
Sekarang kita hitung terlebih dahulu EK1 dan EK2
EK1 = ½ mv12 = ½ (200 kg) (5 m/s)2 = 2500 J
EK2 = ½ mv22 = ½ (200 kg) (20 m/s)2 = 40.000 J
Energi total :
W = 40.000 J – 2.500 J
W = 37.500 J
3. bayu mendorong meja yang massanya 4 kg dgn percepatan 2m/s" sejauh 5 m. berapkah usahanya??
jawab:
W = Fs
= mas
= 4 kg 2 m/s" 5 m
= 40 joule
4) Sebuah benda bergerak dengan gaya 8 n sejauh 2,5 m, Tentukan Usaha !
Jawab : W = F X S
= 8N X 2,5 m
= 20 J
5) Sebuah benda bermassa 25 kg diangkat 3 meter selama 5 detik, Hitung Potensial energy dan Daya!! jika g = 10m/s2
Jawab :
Potensial Energy
M X G X H
25 kg X 3 M X 10 m/s2
= 750 J
Daya
W:T
750 : 5
= 150 Wat
6. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det. menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ?
Jawab:
Karena paku mengalami perubahan kecepatan gerak sampai berhenti di dalam kayu, make kita gunakan prinsip Usaha-Energi:
F. S = Ek akhir - Ek awal
F . 0.05 = 0 - 1/2 . 2(20)2
F = - 400 / 0.05 = -8000 N
(Tanda (-) menyatakan bahwa arah gaya tahanan kayu melawan arah gerak paku ).
7. Benda 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s pada sebuah bidang datar kasar. Gaya sebesar 20Ö5 N bekerja pada benda itu searah dengan geraknya dan membentuk sudut dengan bidang datar (tg a = 0.5), sehingga benda mendapat tambahan energi 150 joule selama menempuh jarak 4m.
Hitunglah koefisien gesek bidang datar tersebut ?
Jawab:
Fx = F cos a = 20Ö5 = 40 N
Fy = F sin a = 20Ö5 . 1Ö5 = 20 N
S Fy = 0 (benda tidak bergerak pada arah y)
Fy + N = w ® N = 30 - 20 = 10 N
Gunakan prinsip Usaha-Energi
S Fx . S = Ek
(40 - f) 4 = 150 ® f = 2.5 N
8. Sebuah pegas agar bertambah panjang sebesar 0.25 m membutuhkan gaya sebesar 18 Newton. Tentukan konstanta pegas dan energi potensial pegas !
Jawab:
Dari rumus gaya pegas kita dapat menghitung konstanta pegas:
Fp = - k Dx ® k = Fp /Dx = 18/0.25 = 72 N/m
Energi potensial pegas:
Ep = 1/2 k (D x)2 = 1/2 . 72 (0.25)2 = 2.25 Joule
9. Seorang bermassa 60 kg menaiki tangga yang tingginya 15 m dalam waktu 2 menit. Jika g = 10 m/det2, berapa daya yang dikeluarkan orang tersebut?
Jawab:
P = W/t = mgh/t = 60.10.15/2.60 = 75 watt.
10. Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Berapa energi kinetik yang dimiliki mobil tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
m = 1000 kg
v = 15 m/s
Ditanyakan : Ek = ……… ?
Jawab :
Ek = ½ m.v2
Ek = ½ 1000 kg.(15 m/s)2
Ek = ½ 1000 kg.225 m2/s2
Ek = 112500 kg m2/s2
Jadi energi kinetik yang dimiliki oleh mobil tersebut adalah 112500 joule.
11. belas mendorong mobil yang massanya 40 kg dgn percepatan 2 m/s2 sejauh 4 m. berapkah usahanya??
dik : m = 40 kg
a = 2 m/s2
s = 4 m
dit w….?
jawab: W = F.s
= m.a.s
= 40 kg x 2 m/s2 x 4 m
= 320 joule
12. Buah durian tergantung pada tangkai pohonnya setinggi 8 meter, jika massa durian 2 kg dan percepatan gravitasi 10 N/kg, berapa energi potensial yang dimiliki durian tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
h = 8 meter
m = 2 kg
g = 10 N/kg
Ditanyakan : Ep = ……… ?
Jawab :
Ep = m.g.h
Ep = 2 kg. 10 N/kg. 8 m
Ep = 160 Nm
Ep = 160 J
1. Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Hitunglah :
a) energi kinetik bola tersebut
b) berapa usaha yang dilakukan Ronaldo pada bola untuk mencapai laju ini, jika bola mulai bergerak dari keadaan diam ?
panduan jawaban :
a) Energi Kinetik bola
EK= ½ mv2 = ½ (0,15 kg) (30 m/s2)2 = 67,5 Joule
b) Usaha total
W = EK2 – EK1
EK2 = 67,5 Joule
EK1 = ½ mv2 = ½ m (0) = 0 — laju awal bola (vo) = 0
Dengan demikian, usaha total :
W = 67,5 Joule – 0 = 67,5 Joule
2 :Berapa usaha yang diperlukan untuk mempercepat gerak sepeda motor bermassa 200 kg dari 5 m/s sampai 20 m/s ?
Panduan jawaban :
Pertanyaan soal di atas adalah berapa usaha total yang diperlukan untuk mempercepat gerak motor.
W = EK2 – EK1
Sekarang kita hitung terlebih dahulu EK1 dan EK2
EK1 = ½ mv12 = ½ (200 kg) (5 m/s)2 = 2500 J
EK2 = ½ mv22 = ½ (200 kg) (20 m/s)2 = 40.000 J
Energi total :
W = 40.000 J – 2.500 J
W = 37.500 J
3. bayu mendorong meja yang massanya 4 kg dgn percepatan 2m/s" sejauh 5 m. berapkah usahanya??
jawab:
W = Fs
= mas
= 4 kg 2 m/s" 5 m
= 40 joule
4) Sebuah benda bergerak dengan gaya 8 n sejauh 2,5 m, Tentukan Usaha !
Jawab : W = F X S
= 8N X 2,5 m
= 20 J
5) Sebuah benda bermassa 25 kg diangkat 3 meter selama 5 detik, Hitung Potensial energy dan Daya!! jika g = 10m/s2
Jawab :
Potensial Energy
M X G X H
25 kg X 3 M X 10 m/s2
= 750 J
Daya
W:T
750 : 5
= 150 Wat
6. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det. menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ?
Jawab:
Karena paku mengalami perubahan kecepatan gerak sampai berhenti di dalam kayu, make kita gunakan prinsip Usaha-Energi:
F. S = Ek akhir - Ek awal
F . 0.05 = 0 - 1/2 . 2(20)2
F = - 400 / 0.05 = -8000 N
(Tanda (-) menyatakan bahwa arah gaya tahanan kayu melawan arah gerak paku ).
7. Benda 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s pada sebuah bidang datar kasar. Gaya sebesar 20Ö5 N bekerja pada benda itu searah dengan geraknya dan membentuk sudut dengan bidang datar (tg a = 0.5), sehingga benda mendapat tambahan energi 150 joule selama menempuh jarak 4m.
Hitunglah koefisien gesek bidang datar tersebut ?
Jawab:
Fx = F cos a = 20Ö5 = 40 N
Fy = F sin a = 20Ö5 . 1Ö5 = 20 N
S Fy = 0 (benda tidak bergerak pada arah y)
Fy + N = w ® N = 30 - 20 = 10 N
Gunakan prinsip Usaha-Energi
S Fx . S = Ek
(40 - f) 4 = 150 ® f = 2.5 N
8. Sebuah pegas agar bertambah panjang sebesar 0.25 m membutuhkan gaya sebesar 18 Newton. Tentukan konstanta pegas dan energi potensial pegas !
Jawab:
Dari rumus gaya pegas kita dapat menghitung konstanta pegas:
Fp = - k Dx ® k = Fp /Dx = 18/0.25 = 72 N/m
Energi potensial pegas:
Ep = 1/2 k (D x)2 = 1/2 . 72 (0.25)2 = 2.25 Joule
9. Seorang bermassa 60 kg menaiki tangga yang tingginya 15 m dalam waktu 2 menit. Jika g = 10 m/det2, berapa daya yang dikeluarkan orang tersebut?
Jawab:
P = W/t = mgh/t = 60.10.15/2.60 = 75 watt.
10. Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Berapa energi kinetik yang dimiliki mobil tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
m = 1000 kg
v = 15 m/s
Ditanyakan : Ek = ……… ?
Jawab :
Ek = ½ m.v2
Ek = ½ 1000 kg.(15 m/s)2
Ek = ½ 1000 kg.225 m2/s2
Ek = 112500 kg m2/s2
Jadi energi kinetik yang dimiliki oleh mobil tersebut adalah 112500 joule.
11. belas mendorong mobil yang massanya 40 kg dgn percepatan 2 m/s2 sejauh 4 m. berapkah usahanya??
dik : m = 40 kg
a = 2 m/s2
s = 4 m
dit w….?
jawab: W = F.s
= m.a.s
= 40 kg x 2 m/s2 x 4 m
= 320 joule
12. Buah durian tergantung pada tangkai pohonnya setinggi 8 meter, jika massa durian 2 kg dan percepatan gravitasi 10 N/kg, berapa energi potensial yang dimiliki durian tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
h = 8 meter
m = 2 kg
g = 10 N/kg
Ditanyakan : Ep = ……… ?
Jawab :
Ep = m.g.h
Ep = 2 kg. 10 N/kg. 8 m
Ep = 160 Nm
Ep = 160 J
