נוסחת חוק ניוטון

Contoh soal dan rumus hukum Newton

החוק הראשון של ניוטון

1. Seseorang berada di dalam sebuah lift yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan ke atas. berat orang itu 800 N. Tiba-tiba tali baja penarik lift putus, sehingga lift jatuh. כוח נורמלי dari lantai lift pada orang itu sesaat sebelum dan sesudah tali baja putus adalah….

1. 800 N dan 0
2. 800 N dan 800 N
3. 1600 N dan 0
4. 1600 N dan 800 N

דִיוּן
ידוע כי:
משקל (w) = 800 ניוטון
Ditanya : Gaya normal (N) yang bekerja pada orang itu sesaat sebelum dan sesudah tali baja putus
תשובה:
Sesaat sebelum tali baja putus
Ketika orang itu berdiri di atas lantai lift, gaya berat bekerja pada orang itu dan arah gaya berat ke bawah (amati gambar ilustrasi di bawah). Orang itu diam dalam lift sehingga harus ada gaya normal yang mengimbangi gaya berat orang itu, di mana gaya ini mempunyai arah ke atas dan besarnya sama dengan gaya berat. Gaya normal dikerjakan lantai pada orang itu dan gaya ini bekerja pada orang.
Karena orang itu diam dalam lift dan lift bergerak dengan kecepatan konstan (tidak ada percepatan) maka resultan gaya yang bekerja pada orang bernilai nol.
∑F = 0
N – w = 0
נ = w
N = 800 ניוטון

Setelah tali baja putus
Setelah tali baja putus, lift dan orang itu jatuh bebas secara bersama-sama, di mana besar dan arah percepatan jatuh bebas lift dan orang itu bernilai sama dengan percepatan gravitasi bumi. Lift dan orang itu jatuh bebas secara bersama-sama sehingga tidak ada gaya normal yang dikerjakan lantai lift pada orang itu. Orang itu sedang jatuh dan kaki orang itu juga tidak bisa menekan lantai lift karena lift juga sedang jatuh.
התשובה הנכונה היא א'.

2. Tiga gaya yang masing-masing besarnya F₁ = 22 נ, פ₂ = 18 צפון ו-F₃ = 40 N dikerjakan pada balok kayu. Gaya-gaya yang bekerja pada balok, yang memenuhi hukum I Newton ditunjukkan oleh gambar…

דִיוּן

Hukum I Newton : Resultan gaya (ΣF) = 0.

א. פ.₁ + ו₂ - פ₃ = 22 ניוטון + 18 ניוטון – 40 ניוטון = 40 ניוטון – 40 ניוטון = 0

ב. פ.₂ + ו₃ - פ₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (ke kanan)

סי. פ.₂ + ו₃ - פ₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (ke kanan)

ד. פ.₁ + ו₃ - פ₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (ke kiri)

התשובה הנכונה היא א'.

החוק השני של ניוטון

3.
תסתכלו על התמונה!
Sebuah balok 40 kg ditarik dengan gaya 200 N timbul percepatan 3 m/s² maka besar gaya gesek yang terjadi pada benda/balok tersebut adalah….

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

דִיוּן
ידוע כי:
מסה (מ"ר) = 40 ק"ג
כוח (F) = 200 ניוטון
תאוצה (a) = 3 מטר/שנייה²
Ditanya : Besar gaya gesek (F_g)
תשובה:
נוסחת החוק השני של ניוטון:
∑F = ma
Keterangan : ∑F = resultan gaya, m = massa, a = percepatan

Arah gaya F ke kanan sedangkan arah gaya gesek ke kiri (arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda). Arah ke kanan dipilih positif dan arah ke kiri dipilih negatif.
∑F = ma
פ – פ_g = אמא
200 – ו_g = (40)(3)
200 – ו_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 ניוטון
התשובה הנכונה היא ד'.

4. Balok A yang massanya 100 gram diletakkan di atas balok B yang massanya 300 gram, kemudian balok B didorong oleh gaya 5 N vertikal ke atas. Jika balok tidak saling bergerak, maka besar gaya normal oleh balok B pada balok A adalah….

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

דִיוּן
ידוע כי:
כוח דחף (F) = 5 ניוטון
מסת בלוק A (מ"ר)_A) = 100 גרם = 0,1 ק"ג
מסת בלוק B (מ"ר)_B) = 300 גרם = 0,3 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
משקל בלוק A (w_A) = (0,1 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 1 ק"ג מטר לשנייה² = 1 ניוטון
משקל בלוק B (משקל_B) = (0,3 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 3 ק"ג מטר לשנייה² = 3 ניוטון

Ditanya : gaya Normal oleh balok B pada balok A
תשובה:
Terdapat beberapa gaya yang bekerja pada kedua balok, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah.
F = gaya dorong (bekerja pada balok B)
w_A = gaya berat balok A (bekerja pada balok A)
w_B = gaya berat balok B (bekerja pada balok B)
N_A = gaya normal oleh balok B pada balok A (bekerja pada balok A)
N_A’ = gaya normal oleh balok A pada balok B (bekerja pada balok B)

Tinjau kedua balok sebagai satu sistem :
Terapkan hukum II Newton pada kedua balok :
∑F = ma
פ – וו_A - w_B + N_A - N_A' = (מ'_A + מ '_B) כדי
N_A ו-N_A’ merupakan gaya aksi-reaksi yang mempunyai besar sama tapi berlawanan arah sehingga dilenyapkan dari persamaan.
פ – וו_A - w_B = (מ'_A + מ '_B) כדי
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) א
5 – 4 = (0,4) א
1 = (0,4) א
א = 1 / 0,4
a = 2,5 מטר/שנייה²
Adanya gaya (F) 5 Newton bekerja vertikal ke atas pada kedua balok menyebabkan kedua balok bergerak vertikal ke atas dengan percepatan sebesar 2,5 m/s².

Tinjau balok A :
Terapkan hukum II Newton pada balok A :
∑F = ma
N_A - w_A = מ_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 ניוטון
Gaya Normal oleh balok B pada balok A adalah 1,25 Newton.
התשובה הנכונה היא ב'.

החוק השלישי של ניוטון

5. שימו לב להצהרה הבאה!

(1) Penumpang terdorong ke depan ketika bus yang melaju dengan tetap tiba-tiba mengerem mendadak

(2) Tumpukan buku di atas karton tidak akan jatuh saat karton ditarik dengan cepat

(3) Ketika bermain skateboard saat kaki yang bebas mendorong tanah ke belakang maka skateboard akan meluncur ke depan

(4) Dayung perahu didorong ke belakang, perahu bergerak ke depan

Pernyataan di atas yang sesuai dengan hukum III Newton adalah…

א. (1) ו-(2)

ב. (1) ו-(3)

ג. (2) ו-(3)

ד. (3) ו-(4)

דִיוּן

(1) hukum I Newton

(2) hukum I Newton

(3) hukum III Newton

(4) hukum III Newton

התשובה הנכונה היא ד'.

מקור השאלה:

שאלות לבחינה הארצית במדעים בחטיבת ביניים/חטיבת ביניים אסלאמית

שאלות בנושא OSN בפיזיקה בחטיבת הביניים