שאלות לדוגמה על חוק ניוטון

20 Contoh soal Hukum Newton

החוק הראשון של ניוטון

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 …

א. (1), (2) ו-(3)

B. (1) dan (3) saja

C. (2) dan (4) saja

D. (4) saja

E. (1), (2), (3) dan (4)

דִיוּן

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.

התשובה הנכונה היא א'.

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…

A. 5,0 m s^-2

B. 7,5 m s^-2

C. 10,0 m s^-2

D. 12,5 m s^-2

E. 15,0 m s^-2

דִיוּן

ידוע כי:

Berat sandi (w) = 500 Newton = 500 kg m s^-2 (lift diam)

תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות^-2

Massa Sandi (m) = 500 / 10 = 50 kg

Tegangan tali (T) = 750 N (lift dipercepat)

Massa lift diabaikan.

נשאל: Percepatan lift

תשובה:

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 ניוטון

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 = m a

750 – 500 = 50 א

250 = 50 א

א = 250 / 50

a = 5,0 m s^-2

התשובה הנכונה היא א'.

3. Seseorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m.s^-2. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m.s^-2, maka besar gaya normal yang dikerjakan lantai lift terhadap orang tersebut adalah….

א. 180 צפון

ב. 200 צפון

C. 340 צפון

ד. 420 צפון

מזרח 600 צפון

דִיוּן

ידוע כי:

מסה (מ"ר) = 60 ק"ג

Percepatan orang dan lift (a) = 3 m/s²

תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²

Gaya berat (w) = m g = (60)(10) = 600 Newton

נשאל: gaya normal (N)

תשובה:

Terdapat dua gaya yang bekerja pada orang di dalam lift yakni gaya berat (w) dan gaya normal yang dikerjakan lantai lift pada orang (N). Terdapat tiga besaran vektor yakni gaya berat, gaya normal dan percepatan lift, di mana gaya berat berarah ke bawah, gaya normal berarah ke atas, percepatan lift berarah ke bawah. Besaran vektor yang berarah ke bawah dipilih bertanda positif dan besaran vektor berarah ke atas dipilih bertanda negatif.

∑F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 ניוטון

התשובה הנכונה היא ד'.

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, maka percepatan lift tersebut adalah….

א. 1,0 אלפיות השנייה^-2

ב. 1,5 אלפיות שנייה^-2

ג. 2,0 אלפיות שנייה^-2

ד. 2,5 אלפיות שנייה^-2

3,0 אלפיות השנייה^-2

דִיוּן

ידוע כי:

מסה (מ"ר) = 40 ק"ג

Gaya normal (N) = 520 N

תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²

Gaya berat (w) = m g = (40)(10) = 400 N

נשאל: Percepatan lift

תשובה:

∑F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

א = -120/40

a = -3 מטר/שנייה²

Percepatan lift adalah 3 m/s². Tanda negatif artinya lift bergerak ke atas.

התשובה הנכונה היא ה'.

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?

דִיוּן

ידוע כי:

Massa orang (m) = 60 kg

Berat orang (w) = m g = (60 kg)(10 m/s²) = 600 ק"ג מטר לשנייה² = 600 ניוטון

Percepatan lift (a) = 3 m/s², ke bawah.

נשאל: Berapa desakan kaki orang pada lantai lift ?

תשובה:

Lift bergerak ke bawah dengan percepatan (a) 3 m/s². Gaya yang searah dengan gerakan lift bertanda positif, gaya yang berlawanan arah dengan gerakan lift bertanda negatif.

w – N = m a

N = w – m a

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 ניוטון

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 ….

א. 20 צפון

ב. 24 צפון

C. 27 צפון

ד. 30 צפון

מזרח 50 צפון

דִיוּן

ידוע כי:

m_A = 6 ק"ג, מ"ר_B = 2 ק"ג, גרם = 10 מטר/שנייה²

w_A = מ_A גרם = (6 ק"ג)(10 מטר/שנייה)²) = 60 ק"ג מטר לשנייה²

w_B = מ_B גרם = (2 ק"ג)(10 מטר/שנייה)²) = 20 ק"ג מטר לשנייה²

Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?

תשובה:

w_A > ו_B karenanya sistem bergerak berlawanan arah putaran jarum jam (m_A bergerak ke bawah, m_B bergerak ke atas).

תְאוּצָה

ΣF = אמא

w_A - w_B = (מ'_A + מ '_B) כדי

60 – 20 = (6 + 2) א

40 = (8) א

a = 40 / 8 = 5 מטר/שנייה²

Tegangan tali 

m_A bergerak ke bawah

w_A ת_A = מ_A a

60 - T_A = (6)(5)

60 - T_A = 30

T_A = 60 - 30

T₂ = 30 ניוטון

m_B bergerak ke atas

T_B - w_B = מ_B a

T_B – 20 = (2)(5)

T_B - 20 = 10

T_B = 10 + 20

T₁ = 30 ניוטון

Tegangan tali (T) = 30 Newton.

התשובה הנכונה היא ד'.

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

דִיוּן

ידוע כי:

Massa A (m_A) = 5 ק"ג

תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²

Percepatan A atau percepatan sistem (a) = 2,5 m/s²

Berat A (w_A) = (מ'_A)(g) = (5)(10) = 50 Newton

Ditanya : berapa massa B (m_B)

תשובה:

Balok A bergerak ke bawah karenanya berat A (w_A) lebih besar daripada berat B (w_B).

Terapkan hukum II Newton :

ΣF = ma

w_A - w_B = (מ'_A + מ '_B) כדי

50 – (m_B)(10) = (5 + m_B) (2,5)

50 - עיר 10_B = 12,5 + 2,5 m_B

50 – 12,5 = 2,5 m_B + 10 מ'_B

37,5 = 12,5 מטר_B

m_B = קילו 3

התשובה הנכונה היא ה'.

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….

א. 20 צפון

ב. 24 צפון

C. 27 צפון

ד. 30 צפון

מזרח 50 צפון

דִיוּן

ידוע כי:

m₁ = 2 ק"ג, מ"ר₂ = 3 ק"ג, גרם = 10 מטר/שנייה²

w₁ = (מ'₁)(g) = (2 kg)(10 m/s²) = 20 ק"ג מטר לשנייה² atau 20 Newton

w₂ = (מ'₂)(g) = (3 kg)(10 m/s²) = 30 ק"ג מטר לשנייה² atau 30 Newton

Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?

תשובה:

w₂ > ו₁ karenanya sistem bergerak searah putaran jarum jam (m₂ bergerak ke bawah, m₁ bergerak ke atas).

תְאוּצָה

ΣF = אמא

w₂ - w₁ = (מ'₁ + מ '₂) כדי

30 – 20 = (2 + 3) א

10 = (5) א

a = 10 / 5 = 2 מטר/שנייה².

Tegangan tali 

m₂ bergerak ke bawah

w₂ ת₂ = מ₂ a

30 - T₂ = (3)(2)

30 - T₂ = 6

T₂ = 30 - 6

T₂ = 24 ניוטון

m₁ bergerak ke atas

T₁ - w₁ = מ₁ a

T₁ – 20 = (2)(2)

T₁ - 20 = 4

T₁ = 20 + 4

T₁ = 24 ניוטון

Tegangan tali (T) = 24 Newton.

התשובה הנכונה היא ב'.

9. Dua buah balok dihubungkan dengan katrol licin dan massa katrol diabaikan seperti pada gambar. Massa A = m_A, massa B = m_B dan balok B turun dengan percepatan a. Jika percepatan gravitasinya g, maka besar tegangan tali yang terjadi pada balok B adalah…

A. T = m_B.a

B. T = m_A (a – g)

C. T = m_A (g – a)

D. T = m_B (a – g)

E. T = m_B (g – a)

דִיוּן

Bidang datar licin sehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan balok A. Gaya yang menggerakan sistem balok adalah gaya berat balok B.

Hitung percepatan sistem :

Hitung gaya tegangan tali (T) :

Tinjau gerakan salah satu benda, misalnya A. A bergerak ke kanan.

Gantikan m_A pada persamaan 1 dengan m_A pada persamaan 2.

התשובה הנכונה היא ה'.

10. Balok massanya 10 kg berada di atas lantai kasar kemudian ditarik oleh gaya F arah mendatar. Jika koefisien gesekan statis μ_s = 0,5 dan koefisien gesekan kinetik μ_k = 0,3. Tentukan besarnya gaya gesek pada saat balok tepat akan bergerak. (g = 10 m/s²)
דִיוּן
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.
ידוע כי:
Ditanya : Gaya gesek statis maksimum (f_s)
תשובה:
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…
דִיוּן
ידוע כי:
Ditanya : percepatan (a) balok ?
תשובה:
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
דִיוּן
ידוע כי:
נשאל:
Perbandingan gaya gesek balok A dan lantai (f_{s A}) dengan gaya gesek balok A dan B (f_{s B})
תשובה:

13. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m₁ = 2 kg dan m₂ = 3 kg serta massa katrol diabaikan. Jika permukaan bidang licin dan g = 10 m.s^-2, maka percepatan sistem adalah ….
א. 0,5 אלפיות השנייה^-2
ב. 2,0 אלפיות שנייה^-2
ג. 2,5 אלפיות שנייה^-2
ד. 4,0 אלפיות שנייה^-2
6,0 אלפיות השנייה^-2
דִיוּן
ידוע כי:
m₁ = 2 ק"ג, מ"ר₂ = 3 kg, g = 10 m.s^-2
w₂ = מ₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² atau 30 Newton
Ditanya : Percepatan sistem (a) ?
תשובה:
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…
א. 10,2 צפון
ב. 13,3 צפון
C. 15,5 צפון
ד. 18,3 צפון
מזרח 24,0 צפון
דִיוּן
ידוע כי:
m₁ = 2 kg,  m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₁ = (2)(10) = 20 ניוטון
w₂ = (3)(10) = 30 ניוטון
Ditanya : besar gaya tegangan tali (T) ?
תשובה:
w₂ = 30 Newton lebih besar dari w₁ = 20 Newton karenanya m₂ bergerak ke bawah, m₁ bergerak ke atas.
Rumus hukum II 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 ת₂ = מ₂ a
30 - T₂ = (3)(2)
30 - T₂ = 6
T₂ = 30 - 6
T₂ = 24 ניוטון
Arah gaya berat m₁ ke bawah, arah gaya tegangan tali pada m₁ ke atas :
T₁ - w₁ = (מ'₁) (א)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 ניוטון
Gaya tegangan tali (T) = T₁ = ת₂ = 24 ניוטון.

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)
א. 1,25 מטר/שנייה²
ב. 7,5 מטר/שנייה²
כ-10 מטר/שנייה²
ד. 12,5 מטר/שנייה²
מזרח 15 מטר/שנייה²
דִיוּן
ידוע כי:
m_A = 4 ק"ג, מ"ר_B = 4 ק"ג, גרם = 10 מטר/שנייה²
w_A = (מ'_A)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 ניוטון
Ditanya : percepatan sistem ?
תשובה:
Rumus hukum II 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 dan m₂ = 4 kg serta massa katrol diabaikan. Jika permukaan bidang licin dan g = 10 m.s^-2, מאקה תְאוּצָה sistem adalah….

א. 0,5 אלפיות השנייה^-2
ב. 2,0 אלפיות שנייה^-2
ג. 2,5 אלפיות שנייה^-2
ד. 4,0 אלפיות שנייה^-2
5,0 אלפיות השנייה^-2

דִיוּן
ידוע כי:
m₁ = 6 ק"ג, מ"ר₂ = 4 ק"ג, גרם = 10 מטר/שנייה²
w₁ = מ₁ גרם = (6 ק"ג)(10 מטר/שנייה)²) = 60 ק"ג מטר לשנייה² atau 60 Newton
w₂ = מ₂ גרם = (4 ק"ג)(10 מטר/שנייה)²) = 40 ק"ג מטר לשנייה² atau 40 Newton
Ditanya : percepatan sistem (a) ?
תשובה:

m₁berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh כּוֹחַ מְשִׁיכָה balok 2.
טרפקאן החוק השני של ניוטון :
∑F = ma
w₂ = (מ'₁ + מ '₂) כדי
40 ניוטון = (6 ק"ג + 4 ק"ג) א
40 ניוטון = (10 ק"ג) א
a = 40 ניוטון / 10 ק"ג
a = 4 מטר/שנייה²
התשובה הנכונה היא ד'.

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)

א. 5 מטר/שנייה²
ב. 7,5 מטר/שנייה²
כ-10 מטר/שנייה²
ד. 12,5 מטר/שנייה²
מזרח 15 מטר/שנייה²

דיון:
ידוע כי:
m_A = מ_B = 2 ק"ג, גרם = 10 מטר/שנייה², F = 40 N
w_A = m g = (2)(10) = 20 N
Ditanya : percepatan balok (a) ?
תשובה:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Terapkan hukum II Newton :
∑F = ma
פ – וו_A = (מ'_A + מ '_B) כדי
40 – 20 = (2 + 2) א
20 = (4) א
א = 20 / 4
a = 5 מטר/שנייה²
התשובה הנכונה היא א'.

Bidang Miring

18. Balok bermassa 2 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan = 30^o, sehingga balok bergerak dengan percepatan konstan. Jika g = 10 ms^-2, maka besar gaya yang menggerakan balok itu adalah…
א. 5 צפון
ב. 6 צפון
C. 7 צפון
ד. 8 צפון
מזרח 10 צפון
דִיוּן
ידוע כי:
מטר = 2 ק"ג, גרם = 10 מטר/שנייה², teta = 30^o
w = m g = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 ניוטון
Ditanya : Gaya yang menggerakan balok ?
תשובה:

Gaya yang menggerakan balok adalah w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 N)(חטא 30^o)
w_x = (20 ניוטון)(0,5)
w_x = 10 ניוטון.
Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.
התשובה הנכונה היא ה'.

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 …
דִיוּן
ידוע כי:
m₁ = 2 ק"ג, מ"ר₂ = 4 kg, F = 24 N
Ditanya : Besar percepatan balok (a) ?
תשובה:
Besar percepatan balok adalah 4 m/s².

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 m s^-2
B. 7,5 m s^-2
C. 10,0 m s^-2
D. 12,5 m s^-2
E. 15,0 m s^-2
דִיוּן
ידוע כי:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Ditanya : percepatan lift (a) ?
תשובה:
Massa sandi :
w = מ"ג
500 = m (10)
m = 500/10
מטר = 50 ק"ג
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.

Percepatan lift adalah 5 m/s² dan arah percepatan = arah gerakan lift adalah ke atas.

מקור השאלה:

שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי