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
Ĉ. 4,00 m/s2
D. 5,00 m/s2
Oriento 5,25 m/s2
Diskuto
Estas konate, ke:
Bidang datar licin.
Maso de bloko A (m²)A) = 5 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 3 kg
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (3)(10) = 30 Neŭtonoj
Demandis: Percepatan balok (a)
Respondo:
La plata surfaco estas glata, do ne ekzistas frikcia forto, kiu malhelpas la movadon de bloko A. La forto, kiu movas la bloksistemon, estas la pezo de bloko B.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) kaj
30 = (5 + 3) a
30 = 8 a
a = 30 / 8
a = 3,75 m/s2
La ĝusta respondo estas 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….
A. (1) kaj (2) nur
B. (1) kaj (3) nur
C. (1) kaj (4)
D. (1), (2) dan (3) saja
E. (1), (2), (3) kaj (4)
Diskuto
(1) percepatan benda nol
Percepatan benda nol jika resultan gaya sama dengan nol. Resultan gaya :
∑F = ma 
percepatan (a) = 0
∑F=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.
La ĝusta respondo estas D.
3. Rigardu la bildon flanke!
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
150 N
D. 250 N
O. 330 N
Diskuto
Estas konate, ke:
Maso de bloko A (m²)A) = 30 kg
Pezo de bloko A (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 aŭ 300 Neŭtonoj
Maso de bloko B (m²)B) = 20 kg
Pezo de bloko B (wB) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Koefisien gesek kinetis (
) = 0,1
Percepatan sistem (a) = 2 m/s2 (arah percepatan ke kiri)
Kineta frikcia forto (fk) = N= wA = (0,1)(300) = 30 Neŭtono
Ditanya : Besar gaya F ?
Respondo:
Hukum II Newton :
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F – fk - wB = (mA +mB) kaj
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Neŭtonoj
La ĝusta respondo estas 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
E. 4,0 ms-2
Diskuto
Estas konate, ke:
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 ?
Respondo:
wB > wA karenanya benda B bergerak ke bawah, benda A bergerak ke atas (sistem bergerak searah putaran jarum jam).
ΣF = ma
wB - wA = (mA +mB) kaj
60 – 20 = (2 + 6)
40 = (8) a
a = 5 m/s2
La ĝusta respondo estas 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
15,5 N
D. 18,3 N
O. 20,0 N
Diskuto
Estas konate, ke:
m1 = 1 kg, m²2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s2) = 10 kg m/s2 aŭ 10 Neŭtonoj
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 aŭ 20 Neŭtonoj
Demando: Kio estas la streĉforto de la ŝnuro (T)?
Respondo:
Percepatan sistem
w2 > w1 tial la sistemo moviĝas dekstrume (m2 moviĝu malsupren, m1 moviĝi supren).
Hukum II Newton :
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) kaj
20 – 10 = (1 + 2) a
10 = (3) a
a = 3,3 m/s2
Percepatan sistem adalah 3,3 m/s2.
Tegangan tali ?
m2 moviĝu malsupren
w2 - T2 = m2 a
20 – T2 = (2)(3,33)
20 – T2 = 6,66
T2 = 20 – 6,66
T2 = 13,3 Neŭtono
m1 supreniri
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Neŭtono
Ŝnurostreĉo (T) = 13,3 Neŭtonoj.
La ĝusta respondo estas B.
6. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg kaj m²2 = 4 kg kaj la maso de la pulio estas ignorata. Se la surfaco de la ebeno estas glata kaj g = 10 ms-2, maka percepatan sistem adalah….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
Ĉ. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 5,0 ms-2
Diskuto
Estas konate, ke:
m1 = 6 kg, m²2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 aŭ 60 Neŭtonoj
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 aŭ 40 Neŭtonoj
Demandita: akcelo de sistemo (a)?
Respondo:
m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Apliku la duan leĝon de Neŭtono:
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) kaj
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s2
La ĝusta respondo estas 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
Ĉ. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
Oriento 15 m/s2
Diskuto:
Estas konate, ke:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Demando: akcelo de la bloko (a)?
Respondo:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Apliku la duan leĝon de Neŭtono:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) kaj
40 – 20 = (2 + 2)
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s2
La ĝusta respondo estas 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 Neŭtono
B. 10,0 Neŭtono
Ĉ. 6,7 Neŭtono
D. 3,3 Neŭtono
E. 1,7 Newton
Diskuto
Estas konate :
Maso de bloko A (m²)A) = 2 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 1 kg
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Neŭtonoj
Demandita : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Terlebih dahulu hitung 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.
∑F = ma
wB = (mA +mB) kaj
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 Neŭtonoj
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 Neŭtonoj
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
La ĝusta respondo estas 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
Ĉ. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Diskuto
Estas konate :
Maso de bloko A (m²)A) = 2 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Neŭtono
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Neŭtonoj
Demandita : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) kaj
10 – 2,5 = (2 + 1)
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
La ĝusta respondo estas 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
E. 18 ms-2
Diskuto
Estas konate :
Maso de bloko A (m²)A) = 30 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 10 kg
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Neŭtonoj
Demandita : Percepatan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) kaj
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s2
La ĝusta respondo estas 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
Diskuto
Estas konate, ke:
Maso de bloko A (m²)A) = 8 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 12 kg
Massa balok C (mC) = 4 kg
Koefisien gesekan antara balok A dengan meja (μk) = 0,3
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko A (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2
Pezo de bloko 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
Respondo:
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) kaj
120 – 24 = (8 + 12) kaj
96 = (20) kaj
a = 96 / 20
a = 4,8 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) kaj
120 – T = (12) Unu
120 – T = 57,6
T = 120 – 57,6
T = 62,4 Neŭtonoj
Balok C bermassa 4 kg kemudian ditumpuk di atas balok A.
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB +mC) kaj
120 – 24 = (8 + 12 + 4) kaj
96 = (24) kaj
a = 96 / 24
a = 4 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) kaj
120 – T = (12) Unu
120 – T = 48
T = 120 – 48
T = 72 Neŭtonoj
La ĝusta respondo estas 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 Neŭtono
B. 10,0 Neŭtono
Ĉ. 6,7 Neŭtono
D. 3,3 Neŭtono
E. 1,7 Newton
Diskuto
Estas konate :
Maso de bloko A (m²)A) = 2 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 1 kg
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Neŭtonoj
Demandita : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Terlebih dahulu hitung akcelo sistemo uzante la formulon La dua leĝo de Neŭtono. 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). Gravito 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) kaj
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 Neŭtonoj
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 Neŭtonoj
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
La ĝusta respondo estas 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
Ĉ. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Diskuto
Estas konate :
Maso de bloko A (m²)A) = 2 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Neŭtono
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Neŭtonoj
Demandita : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) kaj
10 – 2,5 = (2 + 1)
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
La ĝusta respondo estas 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
E. 18 ms-2
Diskuto
Estas konate :
Maso de bloko A (m²)A) = 30 kg
Maso de bloko B (m²)B) = 10 kg
Akcelo pro gravito (g) = 10 m/s2
Pezo de bloko B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Neŭtonoj
Demandita : Percepatan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) kaj
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s2
La ĝusta respondo estas A.
Fonto de demando:
Nacia Ekzameno Fizikaj Demandoj por Gimnazio/Metia Gimnazio
