14 Contoh soal Dinamika Partikel
1. Balok A yang massanya 5 kg, diletakkan pada bidang datar yang licin, balok B yang massanya 3 kg digantung dengan tali dan dihubungkan dengan balok A melalui sebuah katrol, jika g = 10 m/s2 tentukan percepatan balok tersebut!
A. 3,50 m/s2
B. 3,75 m/s2
C. 4,00 m/s2
D. 5,00 m/s2
Ø. 5,25 m/s2
Diskussion
Det er kendt, at:
Bidang datar licin.
Masse af blok A (mA) = 5 kg
Masse af blok B (mB) = 3 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (3)(10) = 30 Newton
Spurgte: Percepatan balok (a)
Svar:
Den flade overflade er glat, så der er ingen friktionskraft, der hæmmer bevægelsen af blok A. Den kraft, der bevæger bloksystemet, er vægten af blok B.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Den
30 = (5 + 3) a
30 = 8 a
a = 30/8
a = 3,75 m/s2
Det rigtige svar er B.
2. Berdasar gambar, diketahui :
(1) percepatan benda nol
(2) benda bergerak lurus beraturan
(3) benda dalam keadaan diam
(4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya
Pernyataan benar adalah….
Kun A. (1) og (2)
Kun B. (1) og (3)
C. (1) og (4)
D. (1), (2) dan (3) saja
E. (1), (2), (3) og (4)
Diskussion
(1) percepatan benda nol
Percepatan benda nol jika resultan gaya sama dengan nol. Resultan gaya :
ΣF = ma 
percepatan (a) = 0
ΣF = 0
F1 + F2 - F3 = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N
(2) benda bergerak lurus beraturan
Percepatan benda nol bisa berarti benda diam atau benda bergerak lurus beraturan (benda bergerak dengan kecepatan tetap).
(3) benda dalam keadaan diam
Resultan gaya nol bisa berarti benda sedang diam.
(4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya
Berat benda bekerja pada arah vertikal, sedangkan gaya tarik bergerak pada arah horisontal. Karena bergerak pada arah horisontal maka hanya gaya-gaya pada arah horisontal yang mempengaruhi benda.
Det rigtige svar er D.
3. Se på billedet på siden!
Jika koefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,1 dan percepatan gravitasi 10 m s-2 maka gaya yang harus diberikan pada A agar sistem bergerak ke kiri dengan percepata
n 2 m s-2 adalah ….
A. 70 N
B. 90 N
C. 150 N
D. 250 N
Ø. 330 N
Diskussion
Det er kendt, at:
Masse af blok A (mA) = 30 kg
Vægt af blok A (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 eller 300 Newton
Masse af blok B (mB) = 20 kg
Vægt af blok B (wB) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Kinetisk friktionskoefficient (
) = 0,1
Percepatan sistem (a) = 2 m/s2 (arah percepatan ke kiri)
Kinetisk friktionskraft (fk) = N= wA = (0,1)(300) = 30 Newton
Ditanya : Besar gaya F ?
Svar:
Hukum II Newton :
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F – fk - wB = (mA +mB) Den
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Newton
Det rigtige svar er E.
4. Dua benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 6 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Mula-mula benda B ditahan kemudian dilepaskan. Jika g = 10 ms-2 maka percepatan benda B adalah…
A. 8,0 ms-2
B. 7,5 ms-2
C. 6,0 ms-2
D. 5,0 ms-2
Ø. 4,0 ms-2
Diskussion
Det er kendt, at:
mA = 2 kg, m²B = 6 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = (2)(10) = 20 N
wB = (mB)(g) = (6)(10) = 60 N
Ditanya : percepatan benda B atau percepatan sistem ?
Svar:
wB > vA karenanya benda B bergerak ke bawah, benda A bergerak ke atas (sistem bergerak searah putaran jarum jam).
ΣF = ma
wB - wA = (mA +mB) Den
60 – 20 = (2 + 6) a
40 = (8) a
a = 5 m/s2
Det rigtige svar er D.
5. Benda bermassa dan dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti gambar. Jika m1 = 1 kg, m²2 = 2 kg, dan g = 10 ms-2, maka tegangan T sebesar ….
A. 10,2 N 
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
Ø. 20,0 N
Diskussion
Det er kendt, at:
m1 = 1 kg, m²2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s2) = 10 kg m/s2 eller 10 Newton
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 eller 20 Newton
Spørgsmål: Hvad er rebets spændingskraft (T)?
Svar:
Percepatan sistem
w2 > v1 derfor bevæger systemet sig med uret (m2 bevæg dig ned, m1 rykke op).
Hukum II Newton :
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) Den
20 – 10 = (1 + 2) a
10 = (3) a
a = 3,3 m/s2
Percepatan sistem adalah 3,3 m/s2.
Tegangan tali ?
m2 bevæg dig ned
w2 - T2 = m2 a
20 – T2 = (2)(3,33)
20 – T2 = 6,66
T2 = 20 - 6,66
T2 = 13,3 Newton
m1 ryk op
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Newton
Strengspænding (T) = 13,3 Newton.
Det rigtige svar er B.
6. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg og m²2 = 4 kg, og remskivens masse ignoreres. Hvis planets overflade er glat, og g = 10 ms-2, maka percepatan sistem adalah….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
C. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
Ø. 5,0 ms-2
Diskussion
Det er kendt, at:
m1 = 6 kg, m²2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 eller 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 eller 40 Newton
Spurgt: acceleration af system (a)?
Svar:
m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Anvend Newtons anden lov:
ΣF = ma
w2 = (m1 +m2) Den
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s2
Det rigtige svar er D.
7. Dua balok yang masing-masing bermassa 2 kg, dihubungkan dengan tali dan katrol seperti pada gambar. Bidang permukaan dan katrol licin. Jika balok B ditarik dengan gaya mendatar 40 N, percepatan balok adalah… (g = 10 m/s2)
A. 5 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
Ø. 15 m/s2
Diskussion:
Det er kendt, at:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Spørgsmål: acceleration af blokken (a)?
Svar:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Anvend Newtons anden lov:
ΣF = ma
F – wA = (mA +mB) Den
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20/4
a = 5 m/s2
Det rigtige svar er A.
8. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Balok B mula-mula diam dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Bila g = 10 m.s-2, nilai tegangan tali T adalah…
A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Diskussion
Det er kendt :
Masse af blok A (mA) = 2 kg
Masse af blok B (mB) = 1 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Spurgte : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Første optælling percepatan sistem menggunakan rumus hukum II Newton. Balok B digantung sehingga terdapat gaya berat balok B yang menggerakan balok B ke bawah. Balok B dan balok A dihubungkan dengan tali sehingga balok B menarik balok A hingga keduanya bergerak bersama-sama. Bedanya balok B bergerak ke bawah dan balok A bergerak ke kanan. Hanya ada satu gaya yang sejajar dengan gerakan kedua balok yakni gaya berat balok B (wB). Gaya berat balok A tegak lurus arah gerakan balok A sehingga tidak diperhitungkan dalam menyelesaikan soal. Gaya tegangan tali mempunyai besar sama sepanjang tali dan arahnya berlawanan sehingga saling meniadakan.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Den
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3
Tegangan tali (T)
Tegangan tali dihitung dengan meninjau masing-masing balok secara terpisah.
Tegangan tali pada balok A
ΣF = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Tegangan tali pada balok B
ΣF = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
Det rigtige svar er C.
9. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Bila gaya gesekan antara benda A dengan bidang 2,5 Newton, sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda adalah…
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
Ø. 2,5 ms-2
Diskussion
Det er kendt :
Masse af blok A (mA) = 2 kg
Masse af blok B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newton
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Spurgte : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
ΣF = ma
wB - fges = (mA +mB) Den
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Det rigtige svar er E.
10. Perhatikan gambar! Balok A bermassa 30 kg yang diam di atas lantai licin dihubungkan dengan balok B bermassa 10 kg melalui sebuah katrol. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Percepatan sistem adalah… (g = 10 ms-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
Ø. 18 ms-2
Diskussion
Det er kendt :
Masse af blok A (mA) = 30 kg
Masse af blok B (mB) = 10 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Spurgte : Percepatan sistem (a)
Jawab :
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Den
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100/40
a = 2,5 m/s2
Det rigtige svar er A.
11. Balok A dan B masing-masing bermassa 8 kg dan 12 kg terletak di atas meja seperti pada gambar. Koefisien gesekan antara balok A dengan meja 0,3. Balok C bermassa 4 kg kemudian ditumpuk di atas balok A. Manakah pernyataan berikut yang benar?
A. Tegangan tali lebih besar dari semula, percepatan lebih kecil dari semula
B. Tegangan tali dan percepatan sistem tidak berubah
C. Tegangan tali lebih kecil dari semula, percepatan lebih besar dari semula
D. Tegangan tali lebih besar dari semula, percepatan tetap
E. Tegangan tali tetap sedangkan percepatan lebih kecil dari semula
Diskussion
Det er kendt, at:
Masse af blok A (mA) = 8 kg
Masse af blok B (mB) = 12 kg
Massa balok C (mC) = 4 kg
Koefisien gesekan antara balok A dengan meja (μk) = 0,3
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok A (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (12 kg)(10 m/s2) = 120 kg m/s2
Gaya gesek antara balok A dengan meja (fk) = μk NA = μk wA = (0,3)(80) = 24 N
Svar:
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) Den
120 – 24 = (8 + 12) Den
96 = (20) Den
a = 96/20
a = 4,8 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) Den
120 – T = (12) En
120 – T = 57,6
T = 120 – 57,6
T = 62,4 Newton
Balok C bermassa 4 kg kemudian ditumpuk di atas balok A.
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB +mC) Den
120 – 24 = (8 + 12 + 4) Den
96 = (24) Den
a = 96/24
a = 4 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) Den
120 – T = (12) En
120 – T = 48
T = 120 – 48
T = 72 Newton
Det rigtige svar er A.
12. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Balok B mula-mula diam dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Bila g = 10 m.s-2, nilai tegangan tali T adalah…
A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Diskussion
Det er kendt :
Masse af blok A (mA) = 2 kg
Masse af blok B (mB) = 1 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Spurgte : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Første optælling percepatan systemet ved hjælp af formlen Newtons anden lov. Balok B digantung sehingga terdapat gaya berat balok B yang menggerakan balok B ke bawah. Balok B dan balok A dihubungkan dengan tali sehingga balok B menarik balok A hingga keduanya bergerak bersama-sama. Bedanya balok B bergerak ke bawah dan balok A bergerak ke kanan. Hanya ada satu gaya yang sejajar dengan gerakan kedua balok yakni gaya berat balok B (wB). Alvor balok A tegak lurus arah gerakan balok A sehingga tidak diperhitungkan dalam menyelesaikan soal. Gaya tegangan tali mempunyai besar sama sepanjang tali dan arahnya berlawanan sehingga saling meniadakan.
∑F = ma
wB = (mA +mB) Den
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3
Tegangan tali (T)
Tegangan tali dihitung dengan meninjau masing-masing balok secara terpisah.
Tegangan tali pada balok A
∑F = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Tegangan tali pada balok B
∑F = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
Det rigtige svar er C.
13. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Bila gaya gesekan antara benda A dengan bidang 2,5 Newton, sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda adalah…
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
Ø. 2,5 ms-2
Diskussion
Det er kendt :
Masse af blok A (mA) = 2 kg
Masse af blok B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newton
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Spurgte : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) Den
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Det rigtige svar er E.
14. 
Perhatikan gambar! Balok A bermassa 30 kg yang diam di atas lantai licin dihubungkan dengan balok B bermassa 10 kg melalui sebuah katrol. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Percepatan sistem adalah… (g = 10 ms-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
Ø. 18 ms-2
Diskussion
Det er kendt :
Masse af blok A (mA) = 30 kg
Masse af blok B (mB) = 10 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Vægt af blok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Spurgte : Percepatan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) Den
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100/40
a = 2,5 m/s2
Det rigtige svar er A.
Spørgsmålskilde:
Nationale eksamensspørgsmål i fysik til gymnasiet/erhvervsgymnasiet
