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
E. 5,25 m/s2
Diskusje
It is bekend dat:
Bidang datar licin.
Massa fan blok A (mA) = 5 kg
Massa fan blok B (mB) = 3 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (3)(10) = 30 Newton
Frege: Percepatan balok (a)
Antwurd:
It platte oerflak is glêd, sadat der gjin wriuwingkrêft is dy't de beweging fan blok A hinderet. De krêft dy't it bloksysteem beweecht is it gewicht fan blok B.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) en
30 = (5 + 3) in
30 = 8 in
a = 30/8
a = 3,75m/s2
It goede antwurd is 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) en (2) allinnich
B. (1) en (3) allinnich
C. (1) en (4)
D. (1), (2) dan (3) saja
E. (1), (2), (3) en (4)
Diskusje
(1) percepatan benda nol
Percepatan benda nol jika resultan gaya sama dengan nol. Resultan gaya :
∑F = ma 
percepatan (a) = 0
∑F=0
F1 + F.2 - 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.
It goede antwurd is D.
3. Sjoch ris nei de ôfbylding oan 'e kant!
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.
E. 330 N
Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan blok A (mA) = 30 kg
Gewicht fan blok A (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 of 300 Newton
Massa fan blok B (mB) = 20 kg
Gewicht fan blok B (wB) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Koëffisjint fan kinetische wriuwing (
) = 0,1
Percepatan sistem (a) = 2 m/s2 (arah percepatan ke kiri)
Kinetyske wriuwingskrêft (fk) = N= wA = (0,1)(300) = 30 Newton
Ditanya : Besar gaya F ?
Antwurd:
Hukum II Newton :
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F–fk - wB = (mA +mB) en
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Newton
It goede antwurd is 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
Diskusje
It is bekend dat:
mA = 2 kg, mB = 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 ?
Antwurd:
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) en
60 – 20 = (2 + 6) in
40 = (8) in
a = 5m/s2
It goede antwurd is D.
5. Benda bermassa dan dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti gambar. Jika m1 = 1 kg, m2 = 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.
E. 20,0 N
Diskusje
It is bekend dat:
m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s2) = 10 kg m/s2 of 10 Newton
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 of 20 Newton
Fraach: Wat is de spanningskrêft fan it tou (T)?
Antwurd:
Percepatan sistem
w2 > w1 dêrom beweecht it systeem mei de klok mei (m2 nei ûnderen gean, m1 omheech gean).
Hukum II Newton :
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) en
20 – 10 = (1 + 2) in
10 = (3) in
a = 3,3m/s2
Percepatan sistem adalah 3,3 m/s2.
Tegangan tali ?
m2 nei ûnderen gean
w2 - T2 = m2 a
20 - T2 = (2)(3,33)
20 - T2 = 6,66
T2 = 20 – 6,66
T2 = 13,3 Newton
m1 omheech gean
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Newton
Snaarspanning (T) = 13,3 Newton.
It goede antwurd is B.
6. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg en m2 = 4 kg en de massa fan 'e katrol wurdt negearre. As it oerflak fan it flak glêd is en 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
E. 5,0 ms-2
Diskusje
It is bekend dat:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 of 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 of 40 Newton
Fraach: fersnelling fan systeem (a)?
Antwurd:
m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Tapasse de twadde wet fan Newton:
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) en
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
in = 40 N / 10 kg
a = 4m/s2
It goede antwurd is 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
E. 15 m/s2
Diskusje:
It is bekend dat:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Fraach: fersnelling fan it blok (a)?
Antwurd:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Tapasse de twadde wet fan Newton:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) en
40 – 20 = (2 + 2) in
20 = (4) in
a = 20/4
a = 5m/s2
It goede antwurd is 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
Diskusje
It is bekend :
Massa fan blok A (mA) = 2 kg
Massa fan blok B (mB) = 1 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
frege : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Earste telling 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) en
10 = (2 + 1) in
10 = 3 in
in = 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
It goede antwurd is 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
E. 2,5 ms-2
Diskusje
It is bekend :
Massa fan blok A (mA) = 2 kg
Massa fan blok B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newton
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
frege : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) en
10 – 2,5 = (2 + 1) in
7,5 = 3 in
in = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
It goede antwurd is 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
Diskusje
It is bekend :
Massa fan blok A (mA) = 30 kg
Massa fan blok B (mB) = 10 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
frege : Percepatan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) en
100 = (30 + 10) in
100 = 40 in
a = 100/40
a = 2,5m/s2
It goede antwurd is 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
Diskusje
It is bekend dat:
Massa fan blok A (mA) = 8 kg
Massa fan blok B (mB) = 12 kg
Massa balok C (mC) = 4 kg
Koefisien gesekan antara balok A dengan meja (μk) = 0,3
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok A (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2
Gewicht fan 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
Antwurd:
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) en
120 – 24 = (8 + 12) en
96 = (20) en
a = 96/20
a = 4,8m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) en
120 – T = (124,8
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) en
120 – 24 = (8 + 12 + 4) en
96 = (24) en
a = 96/24
a = 4m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) en
120 – T = (124
120 – T = 48
T = 120 - 48
T = 72 Newton
It goede antwurd is 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
Diskusje
It is bekend :
Massa fan blok A (mA) = 2 kg
Massa fan blok B (mB) = 1 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
frege : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Earste telling fersnelling systeem mei help fan de formule De twadde wet fan 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). Swiertekrêft 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) en
10 = (2 + 1) in
10 = 3 in
in = 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
It goede antwurd is 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
E. 2,5 ms-2
Diskusje
It is bekend :
Massa fan blok A (mA) = 2 kg
Massa fan blok B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newton
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
frege : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) en
10 – 2,5 = (2 + 1) in
7,5 = 3 in
in = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
It goede antwurd is 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
Diskusje
It is bekend :
Massa fan blok A (mA) = 30 kg
Massa fan blok B (mB) = 10 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Gewicht fan blok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
frege : Percepatan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) en
100 = (30 + 10) in
100 = 40 in
a = 100/40
a = 2,5m/s2
It goede antwurd is A.
Boarne fan 'e fraach:
Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle
