Ишкердик суроолордун мисалы

9 Contoh soal Usaha

1. Gaya 20 Newton dikerjakan pada balok hingga balok berpindah sejauh 2 meter. Usaha yang dikerjakan gaya F pada balok adalah…
Талкуу
Бул белгилүү :
Күч (F) = 20 Н
Жылдыруу (лар) = 2 метр
Sudut = 0 (arah gaya sama dengan arah perpindahan atau arah gaya berhimpit dengan arah perpindahan sehingga sudut yang dibentuk oleh gaya dengan perpindahan adalah nol)
Суралган : Usaha (W)
Джаваб :
кататан :
Jika arah gaya sama dengan arah perpindahan, hitung usaha menggunakan rumus W = F s, tanpa perlu menambahkan cos эжеке.

2. Sebuah benda diam di atas permukaan lantai licin. Pada benda dikerjakan gaya F = 10 N, membentuk sudut 30^o terhadap permukaan lantai. Jika benda bergerak sejauh 1 meter, berapa usaha yang dilakukan oleh gaya F pada benda ?
Талкуу
Бул белгилүү :
Күч (F) = 10 Ньютон
Gaya yang searah perpindahan (F_x) = F cos 30^o = (10)(0,5√3) = 5√3 Ньютон
Жылдыруу (лар) = 1 метр
Суралган : usaha (W) ?
Джаваб :
W = F_x s = (5√3)(1) = 5√3 Joule

3. Benda bermassa 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 2 meter. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda tersebut!
Талкуу
Бул белгилүү :
Объекттин массасы (м) = 1 кг
Бийиктиги (саат) = 2 метр
Тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу (g) = 10 м/с²
Суралган : Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda (W)
Джаваб :
Arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) adalah vertikal ke bawah, arah perpindahan (s) benda juga vertikal ke bawah sehingga gaya gravitasi searah dengan perpindahan benda.
W = F s = wh = мг/г
W = (1)(10)(2) = 20 Джоуль

4. Pegas digantungi beban bermassa 1 kg sehingga pegas mengalami pertambahan panjang 2 cm. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan (a) konstanta pegas (b) usaha yang dilakukan oleh pegas pada beban
Талкуу
Бул белгилүү :
Массасы (м) = 1 кг
Тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу (g) = 10 м/с²
Пружинанын узундугунун көбөйүшү (x) = 2 см = 0,02 метр
Суралган : konstanta pegas dan usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
Джаваб :
(a) Konstanta pegas
Гуктун мыйзамынын формуласы :
F = kx.
Balik rumus ini untuk menghitung konstanta pegas :
k = F / x = w / x = мг / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 Ньютон/метр
(b) Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
W = – ½ ккс²
W = – ½ (500)(0,02)²
W = – (250)(0,0004)
W = -0,1 Джоуль
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada beban bernilai negatif karena arah gaya pegas berlawanan dengan dengan arah perpindahan beban.

5. Sebuah kotak yang diam di atas permukaan lantai dipercepat dengan gaya sebesar 10 N sehingga kotak berpindah sejauh 2 meter. Jika gaya dorong searah dengan perpindahan kotak dan pada kotak bekerja gaya gesek kinetis sebesar 2 Newton maka usaha total yang dikerjakan pada kotak adalah…
Талкуу
Бул белгилүү :
Күч (F) = 10 Ньютон
Gaya gesek kinetis (F_k) = 2 Ньютон
Жылдыруу (лар) = 2 метр
Суралган : Usaha total (W_жалпы)
Джаваб :
Usaha yang dilakukan oleh gaya (F) :
W₁ = F s cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek kinetis (F_k):
W₂ = Ф_k s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule
Usaha total adalah :
W_жалпы = В.₁ - В.₂
W_жалпы = 20 - 4
W_жалпы = 2 376 000 Джоуль

6. Sebuah benda massa 5 kg berada 10 meter di atas permukaan bumi. Percepatan gravitasi = 10 ms^-2. Besar usaha untuk memindahkan benda tersebut ke atas ketinggian 15 meter dari permukaan bumi adalah …

A. . 75 Joule

B. . 250 Joule

C. . 500 Joule

D. . 750 Joule

E. 1.250 Джоуль

Талкуу

Белгилүү болгондой:

Объекттин массасы (м) = 5 кг

Бийиктиги (саат) = 10 метр

Тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу (g) = 10 м/с²

Суроо берилди: Usaha untuk memindahkan benda ke ketinggian 15 meter

Жооп:

Usaha untuk memindahkan benda minimal sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut.

Rumus usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi :

W = wh = мг

Keterangan : W = usaha, w = gaya berat, h = ketinggian, m = massa, g = percepatan gravitasi

Rumus usaha yang dilakukan adalah :

W = w h = m g h = (5 kg)(10 m/s²)(10 м) = 500 кг м²/s² = 2 376 000 Джоуль

Туура жооп - C.

7. Sebuah benda massa 2 kg bergerak pada suatu permukaan licin dengan kecepatan 2 m s^-1 . Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s^-1 . Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut adalah …

A. 158 400 Джоуль

B. 9 Джоуль

C. 15 Джоуль

D. 9 504 000 Джоуль

E. 25 Джоуль

Талкуу

Белгилүү болгондой:

Объекттин массасы (м) = 2 кг

Баштапкы ылдамдык (v)_o) = 2 мс^-1

Акыркы ылдамдык (v)_t) = 5 мс^-1

Суроо берилди: Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut

Жооп:

Teorema usaha-energi kinetik menyatakan bahwa usaha total yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis :

W = ΔEK = EK₂ – ЭК₁ = 1/2 мв_t² – 1/2 мв_o² = 1/2 м (v_t² - v_o²) = 1/2 (2)(5)²-2²) = (1)(25-4) = 21 Джоуль

8. Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula diam di atas lantai licin, didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2 m.s^-2. Болуп өткөн аракеттин көлөмү...

A. 158 400 Джоуль

B. 30 Джоуль

C. 60 Джоуль

D. 9 504 000 Джоуль

E. 360 Джоуль

Талкуу

Бул белгилүү :

Массасы (м) = 10 кг

Баштапкы ылдамдык (v)_o) = 0 (pada mulanya meja diam)

Убакыт аралыгы (t) = 3 секунд

Percepatan (a) = 2 m/s²

Суралган : usaha (W) ?

Джаваб :

Terlebih dahulu hitung jarak tempuh menggunakan rumus GLBB :

s = v_o t + ½ боюнча² = (0)(3) + ½ (2)(3)²

s = 0 + (1)(9) = 9

Usaha yang dilakukan pada meja :

W = F s = (m a)(s) = (10)(2)(9) = 180 Joule

Туура жооп - D.

9. С.ebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F = 15 N pada bidang miring seperti gambar. Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms^-2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah…

A. 15 J

B. 30 J

C. 35 Дж

D. 45 Дж

E. 50 Дж

Талкуу

Бул белгилүү :

Блоктун массасы (м) = 1,5 кг

Тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу (g) = 10 м/с²

Berat balok (w) = m g = (1,5)(10) = 15 Newton

Gaya dorong (F) = 15 Newton

Суралган : usaha total yang dilakukan pada balok (W) ?

Джаваб :

Terdapat dua gaya melakukan usaha pada balok; gaya yang sejajar dengan perpindahan balok, yakni gaya dorong (F) dan gaya berat balok yang sejajar dengan permukaan bidang miring (w_x).

Usaha yang dilakukan oleh gaya dorong adalah :

W₁ = F s = (15 Н)(2 м) = 30 Н м = 30 Джоуль

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat wx :

W₂ = w_x s = (w sin 30^o)(2 м) = (15 Н)(1/2)(2 м) = 15 Н м = 15 Джоуль

Usaha total yang dilakukan pada balok :

W_жалпы = В.₁ - В.₂ = 30 Дж – 15 Дж = 15 Джоуль

Туура жооп - А.