20 Contoh soal Hukum Newton
Prima legge di Newton
1. Jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka …
(1) benda tidak akan dipercepat
(2) benda selalu diam
(3) perubahan kecepatan benda nol
(4) benda tidak mungkin bergerak lurus beraturan
Yang benar adalah …
A. (1), (2) e (3)
B. (1) e (3) soltanto
C. (2) e (4) soltanto
D. (4) soltanto
E. (1), (2), (3) e (4)
Discussione
Jawaban yang benar adalah :
(1) Benda tidak akan dipercepat
Resultan gaya menyebabkan benda mengalami percepatan. Jika resultan gaya nol maka benda tidak dipercepat.
(2) Benda selalu diam
Hukum I Newton menyatakan bahwa jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang sedang diam akan tetap diam dan benda yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan (gerak lurus beraturan) akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan.
(3) Perubahan kecepatan benda nol
Perubahan kecepatan = percepatan. Perubahan kecepatan benda nol artinya percepatan benda nol. Jika percepatan nol maka resultan gaya yang bekerja pada benda bernilai nol.
La risposta corretta è A.
Benda di dalam Lift
2. Sewaktu berada di dalam lift yang diam, berat Sandi adalah 500 N. Percepatan gravitasi = 10 m s-2 . Sewaktu lift dipercepat, tegangan tali menjadi 750 N. Dengan demikian percepatan lift adalah…
B. 7,5 ms-2
C. 10,0 ms-2
D. 12,5 ms-2
E. 15,0 ms-2
Discussione
È noto che:
Berat sandi (w) = 500 Newton = 500 kg m s-2 (lift diam)
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s-2
Massa Sandi (m) = 500 / 10 = 50 kg
Tegangan tali (T) = 750 N (lift dipercepat)
Massa lift diabaikan.
Chiesto: Percepatan lift
Risposta :
Lift diam, tidak ada percepatan (a = 0). Gaya yang arahnya ke atas bertanda positif, gaya yang arahnya ke bawah bertanda negatif.
ΣF = ma
T – w = 0
T = w
T = 500 Newton
Jika lift dipercepat ke bawah maka gaya tegangan tali menjadi lebih kecil dari 500 Newton. Sebaliknya apabila lift dipercepat ke atas maka gaya tegangan tali menjadi lebih besar dari 500 Newton.
Gaya tegangan tali menjadi 750 N karenanya lift dipercepat ke atas. Gaya yang searah dengan gerakan lift bertanda positif, gaya yang berlawanan arah dengan gerakan lift bertanda negatif.
T – w = ma
750 – 500 = 50 a
250 = 50 a
a = 250 / 50
a = 5,0 m s-2
La risposta corretta è A.
3. Seseorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m.s-2Se l'accelerazione di gravità sulla Terra è di 10 m/s-2, quindi l'entità della forza normale esercitata dal pavimento dell'ascensore sulla persona è...
A. 180 N
B. 200 N
C. 340 N
D. 420 N
E. 600 N
Discussione
È noto che:
Massa (m) = 60 kg
Accelerazione della persona e dell'ascensore (a) = 3 m/s2
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2
Gravità (w) = mg = (60)(10) = 600 Newton
Chiesto: gaya normal (N)
Risposta :
Su una persona in ascensore agiscono due forze: la forza di gravità (ω) e la forza normale esercitata dal pavimento dell'ascensore sulla persona (N). Sono presenti tre grandezze vettoriali: la forza di gravità, la forza normale e l'accelerazione dell'ascensore, dove la forza di gravità è diretta verso il basso, la forza normale è diretta verso l'alto e l'accelerazione dell'ascensore è diretta verso il basso. La grandezza vettoriale diretta verso il basso ha segno positivo, mentre quella diretta verso l'alto ha segno negativo.
ΣF = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Newton
La risposta corretta è D.
4. Reza bermassa 40 kg berada di dalam lift yang sedang bergerak ke atas. Jika gaya lantai lift terhadap kaki Reza 520 N dan percepatan gravitasi 10 m.s-2, quindi l'accelerazione dell'ascensore è...
A. 1,0 ms-2
B. 1,5 ms-2
C. 2,0 ms-2
D. 2,5 ms-2
E. 3,0 ms-2
Discussione
È noto che:
Massa (m) = 40 kg
Forza normale (N) = 520 N
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2
Forza di gravità (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Chiesto: Percepatan lift
Risposta :
ΣF = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/sec2
L'accelerazione dell'ascensore è di 3 m/s2Il segno negativo indica che l'ascensore sta salendo.
5. Seorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 ms-2. Berapakah desakan kaki orang pada lantai lift?
Discussione
È noto che:
Massa della persona (m) = 60 kg
Berat orang (w) = m g = (60 kg)(10 m/s2) = 600 kg m/s2 = 600 Newton
Percepatan lift (a) = 3 m/s2, ke bawah.
Chiesto: Berapa desakan kaki orang pada lantai lift ?
Risposta :
L'ascensore si muove verso il basso con un'accelerazione (a) di 3 m/s2. Gaya yang searah dengan gerakan lift bertanda positif, gaya yang berlawanan arah dengan gerakan lift bertanda negatif.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 Newton
Ini adalah gaya normal yang dikerjakan oleh lantai lift pada orang tersebut. Orang itu diam di atas lift sehingga besar gaya normal sama dengan berat semu orang itu. Berat semu sama dengan desakan kaki orang itu pada lantai.
Sistem Beban Tali Katrol
6. Dua benda A dan B masing-masing bermassa 6 kg dan 2 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol seperti gambar. Jika gesekan tali dan katrol diabaikan dan g = 10 m s-2, maka besar tegangan talinya adalah ….
A. 20 N
B. 24 N
C. 27 N
D. 30 N
E. 50 N
Discussione
È noto che:
mA = 6 kg, mB = 2 kg, g = 10 m/s2
wA = mA g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2
wB = mB g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2
Domanda: Qual è la forza di tensione della fune (T)?
Risposta :
wA > wB karenanya sistem bergerak berlawanan arah putaran jarum jam (mA scendere, mB salire).
Percepatan
ΣF = ma
wA - wB = (mA +mB) per
60 – 20 = (6 + 2) a
40 = (8) a
a = 40 / 8 = 5 m/s2
Tensione della corda
mA spostarsi verso il basso
wA - TA = mA a
60 – tA = (6)(5)
60 – tA = 30
TA = 60 - 30
T2 = 30 Newton
mB salire
TB - wB = mB a
TB – 20 = (2)(5)
TB - 20 = 10
TB = 10 + 20
T1 = 30 Newton
Tensione della corda (T) = 30 Newton.
La risposta corretta è D.
7. Perhatikan gambar di samping! Gesekan tali dan katrol diabaikan. Jika massa A = 5 kg, g = 10 m s-2 dan A bergerak ke bawah dengan percepatan 2,5 m.s-2, maka berapakah massa B ?
A. 0,5 kg
B. 1 kg
C. 1,5 kg
D. 2 kg
E. 3 kg
Discussione
È noto che:
Massa A (mA) = 5 kg
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2
Percepatan A atau percepatan sistem (a) = 2,5 m/s2
Berat A (wA) = (mA)(g) = (5)(10) = 50 Newton
Ditanya : berapa massa B (mB)?
Risposta :
Balok A bergerak ke bawah karenanya berat A (wA) lebih besar daripada berat B (wB).
Applica la seconda legge di Newton:
ΣF = ma
wA - wB = (mA +mB) per
50 – (mB)(10) = (5 + mB) (2,5)
50 - 10 mB = 12,5 + 2,5 mB
50 – 12,5 = 2,5 mB + 10 mB
37,5 = 12,5 mB
mB = 3 kg
La risposta corretta è E.
8. Dua benda bermassa 2 kg dan 3 kg diikat tali kemudian ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti gambar.
Bila besar percepatan gravitasi = 10 m s-2, gaya tegangan tali yang dialami sistem adalah….
A. 20 N
B. 24 N
C. 27 N
D. 30 N
E. 50 N
Discussione
È noto che:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 m/s2
w1 = (m1)(g) = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 o 20 Newton
w2 = (m2)(g) = (3 kg)(10 m/s2) = 30 kg m/s2 o 30 Newton
Domanda: Qual è la forza di tensione della fune (T)?
Risposta :
w2 > w1 quindi il sistema si muove in senso orario (m2 scendere, m1 salire).
Percepatan
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) per
30 – 20 = (2 + 3 ) a
10 = (5) a
a = 10 / 5 = 2 m/s2.
Tensione della corda
m2 spostarsi verso il basso
w2 - T2 = m2 a
30 – t2 = (3)(2)
30 – t2 = 6
T2 = 30 - 6
T2 = 24 Newton
m1 salire
T1 - w1 = m1 a
T1 – 20 = (2)(2)
T1 - 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Newton
Tensione della corda (T) = 24 Newton.
La risposta corretta è B.
9. Dua buah balok dihubungkan dengan katrol licin dan massa katrol diabaikan seperti pada gambar. Massa A = mA, massa B = mB dan balok B turun dengan percepatan a. Jika percepatan gravitasinya g, maka besar tegangan tali yang terjadi pada balok B adalah…
A. T = mB.a
B. T = mA (a – g)
C. T = mA (g – a)
D. T = mB (a – g)
E. T = mB (g – a)
Discussione
La superficie piana è liscia, quindi non vi è alcuna forza d'attrito che impedisca il movimento del blocco A. La forza che muove il sistema di blocchi è il peso del blocco B.
Hitung percepatan sistem :
Hitung gaya tegangan tali (T) :
Tinjau gerakan salah satu benda, misalnya A. A bergerak ke kanan.
Gantikan mA Pada equazione 1 dengan mA Pada equazione 2.
La risposta corretta è E.
10. Balok massanya 10 kg berada di atas lantai kasar kemudian ditarik oleh gaya F arah mendatar. Jika koefisien gesekan statis μs = 0,5 dan koefisien gesekan kinetik μk = 0,3. Tentukan besarnya gaya gesek pada saat balok tepat akan bergerak. (g = 10 m/s2)
Discussione
Balok tepat akan bergerak jika besar gaya tarik = besar gaya gesek statis maksimum. Gaya gesek statis bekerja pada benda (menghambat gerakan benda) ketika benda sudah sedang ditarik tetapi benda belum bergerak. Gaya gesek statis bernilai maksimum ketika benda tepat akan bergerak (benda belum bergerak, benda hampir bergerak). Sebaliknya gaya gesek kinetis bekerja pada benda (menghambat gerakan benda) ketika benda sudah sedang bergerak.
È noto che:
Ditanya : Gaya gesek statis maksimum (fs)?
Risposta :
Jika benda berada pada bidang datar seperti pada gambar, besar gaya normal = berat benda.
Gaya normal (N) = gaya berat (w) = 100 Newton
Rumus gaya gesek statis maksimum :
Koefisien gesek kinetis tidak digunakan dalam perhitungan.
11. Dua buah balok dihubungkan dengan seutas tali ringan di tarik oleh gaya horisontal F = 20 N (lihat gambar). Jika g = 10 ms-2 dan koefisien gesekan kinetik antara balok dan permukaan adalah 0,1 tentukan besarnya percepatan balok tersebut…
Discussione
È noto che:
Ditanya : percepatan (a) balok ?
Risposta :
12. Balok A bermassa 2 kg dan B bermassa 4 kg disusun seperti pada gambar. Bila koefisien gesekan lantai adalah 3 kali koefisien gesekan balok B, balok A tepat akan bergerak dengan percepatan 5 m s-2. Maka perbandingan gaya gesekan antara balok A dan lantai dengan balok A dan B adalah… g = 10 m/s2
Discussione
È noto che:
Chiesto:
Perbandingan gaya gesek balok A dan lantai (fs A) dengan gaya gesek balok A dan B (fs B)?
Risposta :
13. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 2 kg e m2 = 3 kg e la massa della puleggia viene ignorata. Se la superficie del piano è liscia e 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. 6,0 ms-2
Discussione
È noto che:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 m.s-2
w2 = m2 g = (3)(10) = 30 kg m/s2 o 30 Newton
Ditanya : Percepatan sistem (a) ?
Risposta :
14. Benda bermassa dan dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti gambar. Jika m1 = 2 kg, m2 = 3 kg dan g = 10 ms-2, maka besar gaya tegangan tali T adalah…
A. 10,2 N
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
E. 24,0 N
Discussione
È noto che:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 ms-2
w1 = (2)(10) = 20 Newton
w2 = (3)(10) = 30 Newton
Ditanya : besar gaya tegangan tali (T) ?
Risposta :
w2 = 30 Newton lebih besar dari w1 = 20 Newton karenanya m2 scendere, m1 bergerak ke atas.
Formula della seconda legge di Newton:
Gaya tegangan tali ?
Sesuai dengan arah gerakan sistem atau arah percepatan sistem, arah gaya berat m2 ke bawah, arah gaya tegangan tali pada m2 ke atas :
w2 - T2 = m2 a
30 – t2 = (3)(2)
30 – t2 = 6
T2 = 30 - 6
T2 = 24 Newton
Arah gaya berat m1 ke bawah, arah gaya tegangan tali pada m1 ke atas :
T1 - w1 = (m1)(un)
T1 – 20 = (2)(2)
T1 - 20 = 4
T1 = 4 + 20
T1 = 24 Newton
Gaya tegangan tali (T) = T1 = T2 = 24 Newton.
15. Dua balok yang masing-masing bermassa 4 kg, dihubungkan dengan tali dan katrol seperti pada gambar. Bidang permukaan dan katrol licin. Jika balok B ditarik dengan gaya mendatar 50 N, percepatan balok adalah… (g = 10 m/s2)
A. 1,25 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
Discussione
È noto che:
mA = 4 kg, mB = 4 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Ditanya : percepatan sistem ?
Risposta :
Formula della seconda legge di Newton:
Percepatan kedua balok adalah 1,25 m/s2. Arah gerakan kedua balok = arah gaya tarik F.
16. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg e m2 = 4 kg e la massa della puleggia viene ignorata. Se la superficie del piano è liscia e g = 10 ms-2, Così 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
Discussione
È noto che:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 o 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 o 40 Newton
Domanda: accelerazione del sistema (a)?
Risposta :
m1berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gravità balok 2.
Terapkan seconda legge di Newton :
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) per
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N/10 kg
a = 4 m/s2
La risposta corretta è D.
17. 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
Discussione:
È noto che:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Domanda: accelerazione del blocco (a)?
Risposta :
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Applica la seconda legge di Newton:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) per
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s2
La risposta corretta è A.
Bidang Miring
18. Balok bermassa 2 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan = 30o, sehingga balok bergerak dengan percepatan konstan. Jika g = 10 ms-2, maka besar gaya yang menggerakan balok itu adalah…
A. 5 N
B. 6 N
C. 7 N
D. 8 N
E. 10 N
Discussione
È noto che:
m = 2 kg, g = 10 m/s2, teta = 30o
w = m g = (2)(10) = 20 kg m/s2 = 20 N
Ditanya : Gaya yang menggerakan balok ?
Risposta :
Gaya yang menggerakan balok adalah wx.
wx = w sin teta
wx = (20 N)(sin 30o)
wx = (20 N)(0,5)
wx = 10 N.
Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.
La risposta corretta è E.
19. Dua buah balok dihubungkan dengan seutas tali ringan di tarik oleh gaya horisontal F = 24 N. g = 10 ms-2 dan permukaan lantai licin. Besarnya percepatan balok tersebut dengan menggunakan hukum II Newton untuk masing-masing benda adalah …
Discussione
È noto che:
m1 = 2 kg, m2 = 4 kg, F = 24 N
Ditanya : Besar percepatan balok (a) ?
Risposta :
L'entità dell'accelerazione del blocco è di 4 m/s².2.
20. Sewaktu berada di dalam lift yang diam, berat Sandi adalah 500 N. Percepatan gravitasi = 10 m s-2. Sewaktu lift dipercepat, tegangan tali menjadi 750 N. Dengan demikian percepatan lift adalah …
A. 5,0 ms-2
B. 7,5 ms-2
C. 10,0 ms-2
D. 12,5 ms-2
E. 15,0 ms-2
Discussione
È noto che:
w = 500 N, g = 10 m/s2, T = 750 N
Ditanya : percepatan lift (a) ?
Risposta :
Massa sandi :
w = mg
500 = m (10)
m = 500/10
m = 50 kg
Massa lift tidak diketahui jadi massa total lift dan isinya = massa sandi.
Menurut hukum I Newton, jika lift diam maka resultan gaya = 0.
Gaya tegangan tali (T) ketika lift diam = 500 N.
Ketika lift dipercepat, gaya tegangan tali (T) menjadi 750 N atau bertambah 250 N.
L'accelerazione dell'ascensore è di 5 m/s2 dan arah percepatan = arah gerakan lift adalah ke atas.
Fonte della domanda:
Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.
