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
Lès 5,25 m/s2
Pembahasan
Li konnen ke:
Bidang datar licin.
Massa balok A (mA) = 5 kg
Massa balok B (mB) = 3 kg
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (3)(10) = 30 Newton
Mande: Percepatan balok (a)
Repons:
Sifas plat la lis, kidonk pa gen okenn fòs friksyon ki anpeche mouvman blòk A a. Fòs ki deplase sistèm blòk la se pwa blòk B a.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Nan
30 = (5 + 3) yon
30 = 8 yon
yon = 30/8
a = 3,75m/s2
Repons ki kòrèk la se 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) ak (2) sèlman
B. (1) ak (3) sèlman
C. (1) ak (4)
D. (1), (2) dan (3) saja
E. (1), (2), (3) ak (4)
Pembahasan
(1) percepatan benda nol
Percepatan benda nol jika resultan gaya sama dengan nol. Resultan gaya :
ΣF = ma 
percepatan (a) = 0
ΣF = 0
F1 + F.2 - F3 = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 Nòt
(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.
Repons ki kòrèk la se D.
3. Gade foto ki sou bò a!
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 Nò
B. 90 N
Apeprè 150 N
D. 250 N
Lès 330 Nò
Pembahasan
Li konnen ke:
Massa balok A (mA) = 30 kg
Berat balok A (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 oubyen 300 Newton
Massa balok B (mB) = 20 kg
Berat balok B (wB) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Koyefisyan friksyon sinetik (
) = 0,1
Percepatan sistem (a) = 2 m/s2 (arah percepatan ke kiri)
Fòs friksyon sinetik (fk) = N= wA = (0,1)(300) = 30 Nouton
Ditanya : Besar gaya F ?
Repons:
Hukum II Newton :
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F–fk - wB = (mA +mB) Nan
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Newton
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen ke:
mA = 2 kg, mètB = 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 ?
Repons:
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) Nan
60 – 20 = (2 + 6) yon
40 = (8) yon
a = 5m/s2
Repons ki kòrèk la se D.
5. Benda bermassa dan dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti gambar. Jika m1 = 1 kg, mèt2 = 2 kg, dan g = 10 ms-2, maka tegangan T sebesar ….
A. 10,2 Nò 
B. 13,3 N
Apeprè 15,5 N
D. 18,3 N
Lès 20,0 Nò
Pembahasan
Li konnen ke:
m1 = 1 kg, mèt2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s2) = 10 kg m/s2 oubyen 10 Newton
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 oubyen 20 Newton
Kesyon: Ki fòs tansyon kòd la (T)?
Repons:
Percepatan sistem
w2 > w1 kidonk sistèm nan deplase nan sans zegwi mont lan (m2 desann, m1 monte).
Hukum II Newton :
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) Nan
20 – 10 = (1 + 2) yon
10 = (3) yon
a = 3,3m/s2
Percepatan sistem adalah 3,3 m/s2.
Tegangan tali ?
m2 desann
w2 - T2 = m2 a
20 - T2 = (2)(3,33)
20 - T2 = 6,66
T2 = 20 - 6,66
T2 = 13,3 Newton
m1 monte
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = NAN + X
T1 = 13,3 Newton
Tansyon kòd (T) = 13,3 Newton.
Repons ki kòrèk la se B.
6. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg ak m2 = 4 kg epi yo inyore mas pouli a. Si sifas plan an lis epi 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
Pembahasan
Li konnen ke:
m1 = 6 kg, mèt2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 oubyen 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 oubyen 40 Newton
Kesyon an se: akselerasyon sistèm (a) a?
Repons:
m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Aplike dezyèm lwa Newton an:
ΣF = ma
w2 = (m1 +m2) Nan
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4m/s2
Repons ki kòrèk la se 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
Lès 15 m/s2
Diskisyon:
Li konnen ke:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Kesyon: akselerasyon blòk (a) la?
Repons:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Aplike dezyèm lwa Newton an:
ΣF = ma
F – wA = (mA +mB) Nan
40 – 20 = (2 + 2) yon
20 = (4) yon
yon = 20/4
a = 5m/s2
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen :
Massa balok A (mA) = 2 kg
Massa balok B (mB) = 1 kg
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Mande : 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.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Nan
10 = (2 + 1) yon
10 = 3 yon
yon = 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
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen :
Massa balok A (mA) = 2 kg
Massa balok B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newton
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Mande : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
ΣF = ma
wB - fAsire w = (mA +mB) Nan
10 – 2,5 = (2 + 1) yon
7,5 = 3 yon
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen :
Massa balok A (mA) = 30 kg
Massa balok B (mB) = 10 kg
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Mande : Percepatan sistem (a)
Jawab :
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Nan
100 = (30 + 10) yon
100 = 40 yon
yon = 100/40
a = 2,5m/s2
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen ke:
Massa balok A (mA) = 8 kg
Massa balok B (mB) = 12 kg
Massa balok C (mC) = 4 kg
Koefisien gesekan antara balok A dengan meja (μk) = 0,3
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok A (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2
Berat balok 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
Repons:
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) Nan
120 – 24 = (8 + 12) Nan
96 = (20) Nan
yon = 96/20
a = 4,8m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) Nan
120 – T = (12) 4,8
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) Nan
120 – 24 = (8 + 12 + 4) Nan
96 = (24) Nan
yon = 96/24
a = 4m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) Nan
120 – T = (12) 4
120 – T = 48
T = 120 - 48
T = 72 Newton
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen :
Massa balok A (mA) = 2 kg
Massa balok B (mB) = 1 kg
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Mande : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Terlebih dahulu hitung akselerasyon sistèm lè l sèvi avèk fòmil la Dezyèm lwa Newton an. 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). Gravite 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) Nan
10 = (2 + 1) yon
10 = 3 yon
yon = 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
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen :
Massa balok A (mA) = 2 kg
Massa balok B (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Newton
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Mande : Percepatan kedua benda (a)
Jawab :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fAsire w = (mA +mB) Nan
10 – 2,5 = (2 + 1) yon
7,5 = 3 yon
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Repons ki kòrèk la se 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
Pembahasan
Li konnen :
Massa balok A (mA) = 30 kg
Massa balok B (mB) = 10 kg
Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s2
Berat balok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Mande : Percepatan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) Nan
100 = (30 + 10) yon
100 = 40 yon
yon = 100/40
a = 2,5m/s2
Repons ki kòrèk la se A.
Sous kesyon an:
Kesyon fizik pou egzamen nasyonal la pou lekòl segondè/lekòl pwofesyonèl
