Contoh soal hukum newton 2
Hukum gerak Newton kedua, yang sering disebut sebagai Hukum Newton II, menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan hasil kali antara massa benda dan percepatannya (F = m.a). Hukum ini merupakan dasar dalam banyak permasalahan fisika, terutama yang berkaitan dengan dinamika gerak. Berikut adalah beberapa contoh soal yang berkaitan dengan Hukum Newton II:
Soal 1:
Sebuah benda bermassa 5 kg mendapat gaya resultan sebesar 15 N. Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut?
Pembahasan:
Menggunakan rumus F = m.a:
Percepatan, \( a = \frac{F}{m} \)
a = 15 N / 5 kg = 3 m/s^2
Soal 2:
Sebuah mobil bermassa 1000 kg mengalami percepatan 2 m/s^2 saat melaju di jalan rata. Berapa gaya resultan yang bekerja pada mobil?
Pembahasan:
Menggunakan rumus F = m.a:
F = 1000 kg × 2 m/s^2 = 2000 N
Soal 3:
Benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 10 N, tetapi benda mengalami gaya gesek 2 N. Berapakah percepatan benda tersebut?
Pembahasan:
Gaya netto (resultan) yang bekerja pada benda = 10 N – 2 N = 8 N.
Percepatan, \( a = \frac{F_{netto}}{m} \)
a = 8 N / 2 kg = 4 m/s^2
Soal 4:
Sebuah benda bermassa 4 kg didorong dengan gaya 12 N, namun karena gaya gesek, efektif gaya yang bekerja hanya 8 N. Tentukan percepatan benda!
Pembahasan:
Menggunakan rumus F = m.a:
Percepatan, \( a = \frac{F_{efektif}}{m} \)
a = 8 N / 4 kg = 2 m/s^2
Soal 5:
Sebuah anak mendorong keranjang belanja dengan gaya 50 N. Jika keranjang belanja memiliki massa 25 kg dan mengalami percepatan sebesar 1 m/s^2, tentukan besarnya gaya gesek yang bekerja!
Pembahasan:
Gaya yang dibutuhkan untuk memberikan percepatan pada keranjang = m.a = 25 kg × 1 m/s^2 = 25 N
Gaya gesek, F_gesek = Gaya total – Gaya untuk percepatan = 50 N – 25 N = 25 N.
SOAL DAN PEMBAHASAN
1. Soal:
Sebuah benda bermassa 10 kg mendapat gaya resultan sebesar 50 N. Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 10 kg
F = 50 N
Menggunakan rumus Hukum Newton II: \( F = m \times a \)
\( a = \frac{F}{m} = \frac{50 \, \text{N}}{10 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}^2 \)
2. Soal:
Sebuah mobil bermassa 1500 kg mengalami percepatan 4 m/s^2. Berapa gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 1500 kg
a = 4 m/s^2
Menggunakan rumus Hukum Newton II: \( F = m \times a \)
F = 1500 kg × 4 m/s^2 = 6000 N
3. Soal:
Sebuah kardus bermassa 5 kg didorong dengan gaya horizontal sebesar 20 N, namun mengalami gaya gesek 5 N. Berapakah percepatan kardus tersebut?
Pembahasan:
Gaya netto (resultan) = 20 N – 5 N = 15 N
a = \( \frac{F_{netto}}{m} \)
a = \( \frac{15 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} \) = 3 m/s^2
4. Soal:
Benda bermassa 3 kg ditarik dengan gaya 9 N. Tentukan percepatannya jika tidak ada gaya gesek yang bekerja.
Pembahasan:
Diketahui:
F = 9 N
m = 3 kg
a = \( \frac{F}{m} \) = 3 m/s^2
5. Soal:
Sebuah bola bermassa 0,5 kg mendapatkan gaya 2 N. Berapakah percepatan bola?
Pembahasan:
a = \( \frac{F}{m} \)
a = \( \frac{2 \, \text{N}}{0,5 \, \text{kg}} \) = 4 m/s^2
6. Soal:
Sebuah motor bermassa 100 kg didorong dengan gaya 300 N, namun mengalami gaya gesek 50 N. Berapakah percepatan motor?
Pembahasan:
Gaya netto = 300 N – 50 N = 250 N
a = \( \frac{F_{netto}}{m} \)
a = \( \frac{250 \, \text{N}}{100 \, \text{kg}} \) = 2,5 m/s^2
7. Soal:
Sebuah benda bermassa 2 kg didorong dengan gaya vertikal ke atas sebesar 30 N, sementara gravitasi bekerja dengan gaya 20 N ke bawah. Tentukan percepatan benda.
Pembahasan:
Gaya netto = 30 N – 20 N = 10 N
a = \( \frac{F_{netto}}{m} \)
a = 5 m/s^2 ke atas
8. Soal:
Sebuah truk bermassa 5000 kg mengalami percepatan 1 m/s^2. Berapakah gaya resultan yang bekerja pada truk?
Pembahasan:
F = m × a = 5000 kg × 1 m/s^2 = 5000 N
9. Soal:
Benda bermassa 4 kg diletakkan pada permukaan datar dan ditarik dengan gaya 16 N. Jika benda memiliki percepatan 3 m/s^2, tentukan gaya gesek yang bekerja.
Pembahasan:
Gaya yang dibutuhkan untuk percepatan = m × a = 4 kg × 3 m/s^2 = 12 N
Gaya gesek = 16 N – 12 N = 4 N
10. Soal:
Pesawat dengan massa 2000 kg mengalami percepatan 5 m/s^2 saat lepas landas. Berapakah gaya yang diberikan mesin pesawat?
Pembahasan:
F = m × a = 2000 kg × 5 m/s^2 = 10,000 N
11. Soal:
Benda bermassa 6 kg didorong dengan gaya 36 N, tetapi benda mengalami gaya gesek 6 N. Berapakah percepatan benda?
Pembahasan:
Gaya netto = 36 N – 6 N = 30 N
a = \( \frac{F_{netto}}{m} \)
a = 5 m/s^2
12. Soal:
Sebuah benda jatuh bebas dengan massa 10 kg. Berapakah percepatannya? (Asumsikan percepatan gravitasi g = 10 m/s^2)
Pembahasan:
a = g = 10 m/s^2
13. Soal:
Sebuah mobil bermassa 1200 kg didorong dengan gaya total 4800 N. Berapakah percepatannya?
Pembahasan:
a = \( \frac{F}{m} \) = \( \frac{4800 \, \text{N}}{1200 \, \text{kg}} \) = 4 m/s^2
14. Soal:
Sebuah benda bermassa 8 kg ditarik dengan gaya 40 N, namun mengalami gaya gesek 5 N. Berapakah percepatan benda?
Pembahasan:
Gaya netto = 40 N – 5 N = 35 N
a = \( \frac{F_{netto}}{m} \)
a = 4,375 m/s^2
15. Soal:
Sebuah benda bermassa 5 kg didorong dengan gaya horisontal 25 N, namun mengalami gaya gesek 10 N. Berapakah percepatan benda?
Pembahasan:
Gaya netto = 25 N – 10 N = 15 N
a = \( \frac{F_{netto}}{m} \)
a = 3 m/s^2
