Dinamika Newton: Soal & Pembahasan


Apabila kamu belum membaca artikel mengenai dinamika newton, penulis sarankan untuk mempelajari terlebih dahulu artikel-artikel sebelumnya tentang hukum-hukum gerak Newton sebelum kita memulai latihan soal pada halaman ini. Berikut ini adalah latihan soal dinamika Newton beserta pembahasan, terdapat lima butir soal dengan tingkat kesulitan sedang yang diambil dari berbagai tahun ujian:

Soal 1. Balok A bermassa 2 kg, dan balok B bermassa 1 kg. Balok B mula-mula diam, dan bergerak menyentuh lantai setelah selang waktu?
y = 25 m, \(g = 10 \ m/s^2\) (UMPTN 1991)

soal-newton-1

Pembahasan
Pertama, kita harus menghitung net force pada sistem, dengan cara:
\(f_k = {\mu}_k.N\)
\(f_k = 0,2.20 = 4 \ N\)

\(w_B = m_B.g\)
\(w_B = 1.10 = 10 \ N\)

Sehingga diperoleh \(\Sigma F = w – f_k = 6 \ N\)

Kedua, hitung perlambatan dari sistem:

\(\Sigma F = (m_1+m_2).a\)
\(6 = 3.a \ \Rightarrow \ a = 2 \ m/s^2\)

Ketiga, hitung waktu tempuh:
\[y = v_0.t + \frac{1}{2}a.t^2\] \[25 = 0 + \frac{1}{2}.2.t^2\] \(25 = t^2 \ \Rightarrow \ t = 5 \ s\)

like-fb-tentorku

Apabila Anda menyukai artikel Tentorku, bantu Tentorku untuk tumbuh di www.facebook.com/tentorku/

Jadi selang waktunya adalah 5 sekon.

Soal 2. Perhatikan gambar. Jika massa balok 4 kg dan gesekan antara balok dengan lantai diabaikan, maka? (UN 2008 modifikasi)

soal-newton-2

Pembahasan
Untuk menjawab soal ini, kita harus menghitung net force-nya:
\(\Sigma F = -F_2 + F_1 + F_{3x}\)
\(\Sigma F = -32 + 20 + 24.\cos 45^{\circ}\)
\(\Sigma F = -32 + 20 + 17 = +5 \ N\)

Kemudian hitung percepatan sistem:
\(F = m.a\)
\(5 = 4.a \ \Rightarrow \ a = 1,25 \ m/s^2\)

Jadi yang terjadi adalah benda bergerak ke kanan dengan percepatan sebesar 1,25 m/s2, gerak ini adalah gerak dengan percepatan konstan (GLBB).

Petunjuk Soal 3 & 4: Soal ini terdiri atas tiga bagian, yaitu pernyataan, kata sebab, dan alasan yang disusun berurutan. Pilihlah:
(A) Pernyataan benar, alasan benar, dan berhubungan sebab akibat.
(B) Pernyataan benar, alasan benar, tidak berhubungan sebab akibat.
(C) Pernyataan benar dan alasan salah.
(D) Pernyataan salah dan alasan benar.
(E) Pernyataan dan alasan salah.

Soal 3. Kalau gaya total yang bekerja pada sebuah benda adalah nol, maka benda itu selalu dalam keadaan diam.
SEBAB
Benda yang berada dalam keadaan diam percepatan totalnya nol. (SIPENMARU 1985 dimodifikasi)

Pembahasan
Pernyataan salah, karena menurut hukum Newton yang pertama: apabila net force nol, benda dapat diam atau bergerak dengan kecepatan tetap.
Alasan benar, karena benda dalam keadaan diam tidak bergerak net acceleration adalah nol.
Jawaban D.

Soal 4. Benda yang berat tidak lebih mudah didorong di bulan dibandingkan di bumi, pada bidang horizontal yang sama dengan koefisien gesekan statis yang sama.
SEBAB
Benda memiliki massa yang sama di bumi maupun di bulan.

Pembahasan
Pernyataan salah, karena gaya gesekan di bulan akan lebih kecil daripada di bumi akibat pengaruh gaya gravitasi yang bulan yang lebih kecil. Ingat gaya normal \(N\) pada \(f_s = {\mu}_s.N\) dipengaruhi oleh percepatan gravitasi. Oleh karena itu, gaya yang diperlukan untuk menggerakkan benda sampai melampaui batas gesekan statis akan lebih kecil.
Alasan benar, benda memiliki massa yang sama di bulan ataupun di bumi.
Jawaban D.

Petunjuk Soal 5: Pilihlah:
(A) Jika (1), (2), dan (3) yang benar.
(B) Jika (1) dan (3) yang benar.
(C) Jika (2) dan (4) yang benar.
(D) Jika hanya (4) yang benar.
(E) Jika semuanya benar.

Soal 5. Sebuah partikel bermassa 2 kg bergerak lurus menyusuri sumbu x dengan besar kecepatan mula-mula 3 m/s searah sumbu x positif. Bila gaya 6 N searah sumbu x negatif bekerja pada partikel itu selama 3 s, maka:
(1) besar kecepatan akhir 6 m/s.
(2) arah kecepatan akhir searah sumbu x negatif
(3) partikel pernah berhenti.
(4) setelah 3 s kecepatan partikel tetap. (UMPTN 1993)

Pembahasan
Pertama kita akan mencari besar perlambatan partikel:
\(F = m.a\)
\(6 = 2.a \ \Rightarrow a = 3 \ m/s^2\)

Kemudian cari kecepatan akhir partikel:
\(v_t = v_o – a.t\)
\(v_t = 3 – 3.3\)
\(v_t = 3 – 9\)
\(v_t = -6 \ m/s\)

(1) benar.
(2) benar (tanda minus).
(3) benar, karena dari (+) ke (-).
(4) benar, karena sudah tidak ada percepatan lagi (hanya tiga detik gaya diberikan).
Jawaban E.

Kontributor:

Kutip materi pelajaran ini:
Kontributor Tentorku, 2015, "Dinamika Newton: Soal & Pembahasan," Artikel Tentorku, https://www.tentorku.com/dinamika-newton-soal-pembahasan/ (diakses pada 26 Sep 2018).

Materi Pelajaran Terkait:

Materi pelajaran ini bukan yang Anda butuhkan?
Anda dapat mengisi komentar di bawah untuk memberitahu kami topik atau judul pelajaran yang Anda inginkan.
Anda juga bisa mengirimkan komentar pada Tentorku di akun fb/twitter/google kami di @tentorku.
Topik dengan voting komentar terbanyak akan mendapatkan prioritas dibuatkan pembahasan.

Tinggalkan sebuah komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Kode Verifikasi * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.