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
Kev Sib Tham
Nws paub tias:
Bidang datar licin.
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 5 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 3 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (3)(10) = 30 Newtons
Nug: Percepatan balok (a)
Lus teb:
Bidang datar licin sehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan balok A. Gaya yang menggerakan sistem balok adalah gaya berat balok B.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) thiab
30 = (5 + 3) ib
30 = 8 ib
ib = 30 / 8
ib = 3,75 m/s2
Cov lus teb yog 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) dan (2) saja
B. (1) thiab (3) xwb
C. (1) thiab (4)
D. (1), (2) dan (3) saja
E. (1), (2), (3) dan (4)
Kev Sib Tham
(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.
Cov lus teb yog D.
3. Saib daim duab ntawm sab!
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
Sab Hnub Tuaj 330 N
Kev Sib Tham
Nws paub tias:
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 30 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv A (w)A) = (30 kg)(10 m/s)2) = 300 kg m/s2 atau 300 Newton
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 20 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = (20 kg)(10 m/s)2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Coefficient ntawm kev sib txhuam kinetic (
= 0,1 TZS
Percepatan sistem (a) = 2 m/s2 (arah percepatan ke kiri)
Lub zog sib txhuam Kinetic (f)k) = Tsis yog = wA = (0,1)(300) = 30 Newtons
Ditanya : Besar gaya F ?
Lus teb:
Hukum II Newton :
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F – fk - wB = (mA +mB) thiab
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Newtons
Cov lus teb yog yog 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
Kev Sib Tham
Nws paub tias:
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 ?
Lus teb:
wB > wbA karenanya benda B bergerak ke bawah, benda A bergerak ke atas (sistem bergerak searah putaran jarum jam).
ΣF = ma
wB - wA = (mA +mB) thiab
60 – 20 = (2 + 6) ib
40 = (8) ib
ib = 5 m/s2
Cov lus teb yog 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
Sab Hnub Tuaj 20,0 N
Kev Sib Tham
Nws paub tias:
m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = kuv1 g = (1 kg)(10 m/s)2) = 10 kg m/s2 atau 10 Newton
w2 = kuv2 g = (2 kg)(10 m/s)2) = 20 kg m/s2 atau 20 Newton
Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?
Lus teb:
Percepatan sistem
w2 > wb1 karenanya sistem bergerak searah putaran jarum jam (m2 bergerak ke bawah, m1 bergerak ke atas).
Hukum II Newton :
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) thiab
20 – 10 = (1 + 2) ib
10 = (3) ib
ib = 3,3 m/s2
Percepatan sistem adalah 3,3 m/s2.
Tegangan tali ?
m2 bergerak ke bawah
w2 - T2 = kuv2 a
20 – T2 = (2)(3,33)
20 – T2 = 6,66
T2 = 20-6,66
T2 = 13,3 Newtons
m1 bergerak ke atas
T1 - w1 = kuv1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Newtons
Tegangan tali (T) = 13,3 Newton.
Cov lus teb yog B.
6. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg dan m2 = 4 kg serta massa katrol diabaikan. Jika permukaan bidang licin dan g = 10 m.s-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
Kev Sib Tham
Nws paub tias:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = kuv1 g = (6 kg)(10 m/s)2) = 60 kg m/s2 atau 60 Newton
w2 = kuv2 g = (4 kg)(10 m/s)2) = 40 kg m/s2 atau 40 Newton
Ditanya : percepatan sistem (a) ?
Lus teb:
m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Terapkan hukum II Newton :
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) thiab
40 N = (6 kg + 4 kg) ib
40 N = (10 kg) ib
a = 40 N / 10 kg
ib = 4 m/s2
Cov lus teb yog 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
Kev Sib Tham:
Nws paub tias:
mA = kuvB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = m g = (2)(10) = 20 N
Ditanya : percepatan balok (a) ?
Lus teb:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Terapkan hukum II Newton :
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) thiab
40 – 20 = (2 + 2) ib
20 = (4) ib
ib = 20 / 4
ib = 5 m/s2
Cov lus teb yog lawm yog 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 Newtons
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 2 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 1 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newtons
Nug : Nilai tegangan tali (T)
Jawb :
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) thiab
10 = (2 + 1) ib
10 = 3 ib
ib = 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 Newtons
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 Newtons
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
Cov lus teb yog 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
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 2 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newtons
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newtons
Nug : Percepatan kedua benda (a)
Jawb :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) thiab
10 – 2,5 = (2 + 1) ib
7,5 = 3 ib
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Cov lus teb yog yog 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
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 30 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 10 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (10)(10) = 100 Newtons
Nug : Percepatan sistem (a)
Jawb :
∑F = ma
wB = (mA +mB) thiab
100 = (30 + 10) ib
100 = 40 ib
ib = 100 / 40
ib = 2,5 m/s2
Cov lus teb yog lawm yog 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
Kev Sib Tham
Nws paub tias:
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 8 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 12 kg
Massa balok C (mC) = 4 kg
Koefisien gesekan antara balok A dengan meja (μk= 0,3 TZS
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv A (w)A) = kuvA g = (8 kg)(10 m/s)2) = 80 kg m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = kuvB g = (12 kg)(10 m/s)2) = 120 kg m/s2
Gaya gesek antara balok A dengan meja (fk) = μk NA = μk wA = (0,3)(80) = 24 N
Lus teb:
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) thiab
120 – 24 = (8 + 12) thiab
96 = (20) thiab
ib = 96 / 20
ib = 4,8 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) thiab
120 – T = (12) Xyoo 4,8
120 – T = 57,6
T = 120 – 57,6
T = 62,4 Newtons
Balok C bermassa 4 kg kemudian ditumpuk di atas balok A.
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB +mC) thiab
120 – 24 = (8 + 12 + 4) thiab
96 = (24) thiab
ib = 96 / 24
ib = 4 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) thiab
120 – T = (12) Xyoo 4
120 – T = 48
T = 120 – 48
T = 72 Newtons
Cov lus teb yog lawm yog 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 Newtons
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 2 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 1 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newtons
Nug : Nilai tegangan tali (T)
Jawb :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Terlebih dahulu hitung kev ua kom nrawm system siv cov qauv 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). Lub ntiajteb txawj nqus 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) thiab
10 = (2 + 1) ib
10 = 3 ib
ib = 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 Newtons
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 Newtons
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
Cov lus teb yog 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
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 2 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newtons
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newtons
Nug : Percepatan kedua benda (a)
Jawb :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) thiab
10 – 2,5 = (2 + 1) ib
7,5 = 3 ib
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Cov lus teb yog yog 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
Kev Sib Tham
Nws yog paub :
Qhov hnyav ntawm thaiv A (mA) = 30 kg
Qhov hnyav ntawm thaiv B (mB) = 10 kg
Kev nrawm vim lub ntiajteb txawj nqus (g) = 10 m/s2
Qhov hnyav ntawm thaiv B (w)B) = mB g = (10)(10) = 100 Newtons
Nug : Percepatan sistem (a)
Jawb :
∑F = ma
wB = (mA +mB) thiab
100 = (30 + 10) ib
100 = 40 ib
ib = 100 / 40
ib = 2,5 m/s2
Cov lus teb yog lawm yog A.
Qhov chaw nug lus:
Cov Lus Nug Txog Kev Xeem Physics Hauv Tebchaws Rau Tsev Kawm Ntawv Theem Siab/Tsev Kawm Ntawv Theem Siab Ua Haujlwm
