Contoh soal Hukum Newton

20 Contoh soal Hukum Newton

Lalàna Voalohany an'i 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) dan (3)

B. (1) dan (3) saja

C. (2) dan (4) saja

D. (4) saja

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

Discussion

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.

A ny valiny marina.

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 ms^-2

B. 7,5 ms^-2

C. 10,0 ms^-2

D. 12,5 ms^-2

E. 15,0 ms^-2

Discussion

Fantatra fa:

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

Percepatan gravitasi (g) = 10 m s^-2

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

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

Massa lift diabaikan.

Nanontany hoe: Percepatan lift

Valiny:

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 = m a

750 – 500 = 50

250 = 50

a = 250/50

a = 5,0 m s^-2

A ny valiny marina.

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….

A. 180 Avaratra

B. 200 Avaratra

C. 340 Avaratra

D. 420 Avaratra

Atsinanana 600 Avaratra

Discussion

Fantatra fa:

Lanja (m) = 60 kg

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

Hafainganam-pandeha vokatry ny hery misintona (g) = 10 m/s²

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

Nanontany hoe: gaya normal (N)

Valiny:

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.

ΣF = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Newton

D ny valiny marina.

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….

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

Discussion

Fantatra fa:

Lanja (m) = 40 kg

Gaya normal (N) = 520 N

Hafainganam-pandeha vokatry ny hery misintona (g) = 10 m/s²

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

Nanontany hoe: Percepatan lift

Valiny:

ΣF = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/s²

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

Ny valiny marina dia E.

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?

Discussion

Fantatra fa:

Massa orang (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.

Nanontany hoe: Berapa desakan kaki orang pada lantai lift ?

Valiny:

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 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 Avaratra

B. 24 Avaratra

C. 27 Avaratra

D. 30 Avaratra

Atsinanana 50 Avaratra

Discussion

Fantatra fa:

m_A = 6 kg, m_B = 2 kg, g = 10 m/s²

w_A = m_A g = (6 kg)(10 m/s)²) = 60 kg m/s²

w_B = m_B g = (2 kg)(10 m/s)²) = 20 kg m/s²

Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?

Valiny:

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

haingana

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) ary

60 – 20 = (6 + 2) a

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/s²

Tegangan tali 

m_A bergerak ke bawah

w_A - T_A = m_A a

60–T_A = (6)(5)

60–T_A = 30

T_A = 60 – 30

T₂ = 30 Newton

m_B bergerak ke atas

T_B - w_B = m_B a

T_B – 20 = (2)(5)

T_B - 20 = 10

T_B = 10 + 20

T₁ = 30 Newton

Tegangan tali (T) = 30 Newton.

D ny valiny marina.

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

Discussion

Fantatra fa:

Massa A (m_A) = 5 kilao

Hafainganam-pandeha vokatry ny hery misintona (g) = 10 m/s²

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

Berat A (w_A) = (m_A)(g) = (5)(10) = 50 Newton

Ditanya : berapa massa B (m_B)?

Valiny:

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 = (m_A +m_B) ary

50 – (m_B)(10) = (5 + m_B) (2,5)

50 - 10 m_B = 12,5 + 2,5 m_B

50 – 12,5 = 2,5 m_B + 10m_B

37,5 = 12,5 m_B

m_B = 3 kg

Ny valiny marina dia 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 Avaratra

B. 24 Avaratra

C. 27 Avaratra

D. 30 Avaratra

Atsinanana 50 Avaratra

Discussion

Fantatra fa:

m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 m/s²

w₁ = (m₁)(g) = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² atau 20 Newton

w₂ = (m₂)(g) = (3 kg)(10 m/s²) = 30 kg m/s² atau 30 Newton

Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?

Valiny:

w₂ > w₁ karenanya sistem bergerak searah putaran jarum jam (m₂ bergerak ke bawah, m₁ bergerak ke atas).

haingana

ΣF = ma

w₂ - w₁ = (m₁ +m₂) ary

30 – 20 = (2 + 3 ) a

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/s².

Tegangan tali 

m₂ bergerak ke bawah

w₂ - T₂ = m₂ a

30–T₂ = (3)(2)

30–T₂ = 6

T₂ = 30 – 6

T₂ = 24 Newton

m₁ bergerak ke atas

T₁ - w₁ = m₁ a

T₁ – 20 = (2)(2)

T₁ - 20 = 4

T₁ = 20 + 4

T₁ = 24 Newton

Tegangan tali (T) = 24 Newton.

Ny valiny marina dia B.

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)

Discussion

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 amin'ny persamaan 1 dengan m_A amin'ny persamaan 2.

Ny valiny marina dia E.

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)
Discussion
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.
Fantatra fa:
Ditanya : Gaya gesek statis maksimum (f_s)?
Valiny:
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…
Discussion
Fantatra fa:
Ditanya : percepatan (a) balok ?
Valiny:
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
Discussion
Fantatra fa:
Nanontany hoe:
Perbandingan gaya gesek balok A dan lantai (f_{s A}) dengan gaya gesek balok A dan B (f_{s B})?
Valiny:

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 ….
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
Discussion
Fantatra fa:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 m.s^-2
w₂ = m₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² atau 30 Newton
Ditanya : Percepatan sistem (a) ?
Valiny:
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 Avaratra
B. 13,3 Avaratra
C. 15,5 Avaratra
D. 18,3 Avaratra
Atsinanana 24,0 Avaratra
Discussion
Fantatra fa:
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) ?
Valiny:
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 - 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) (A)
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
Discussion
Fantatra fa:
m_A = 4 kg, m_B = 4 kg, g = 10 m/s²
w_A = (m_A)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Ditanya : percepatan sistem ?
Valiny:
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, maka haingana 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

Discussion
Fantatra fa:
m₁ = 6 kg, m₂ = 4 kg, g = 10 m/s²
w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s)²) = 60 kg m/s² atau 60 Newton
w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s)²) = 40 kg m/s² atau 40 Newton
Ditanya : percepatan sistem (a) ?
Valiny:

m₁berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh hery misintona balok 2.
Terapkan hukum II Newton :
∑F = m a
w₂ = (m₁ +m₂) ary
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s²
D ny valiny marina.

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

Dinika:
Fantatra fa:
m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N
w_A = m g = (2)(10) = 20 N
Ditanya : percepatan balok (a) ?
Valiny:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Terapkan hukum II Newton :
∑F = m a
F - w_A = (m_A +m_B) ary
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20/4
a = 5 m/s²
A ny valiny marina.

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…
A. 5 Avaratra
B. 6 Avaratra
C. 7 Avaratra
D. 8 Avaratra
Atsinanana 10 Avaratra
Discussion
Fantatra fa:
m = 2 kg, g = 10 m/s², teta = 30^o
w = m g = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 N
Ditanya : Gaya yang menggerakan balok ?
Valiny:

Gaya yang menggerakan balok adalah w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 N)(sin 30^o)
w_x = (20 N)(0,5)
w_x = 10 N.
Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.
Ny valiny marina dia 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 …
Discussion
Fantatra fa:
m₁ = 2 kg, m₂ = 4 kg, F = 24 N
Ditanya : Besar percepatan balok (a) ?
Valiny:
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 ms^-2
B. 7,5 ms^-2
C. 10,0 ms^-2
D. 12,5 ms^-2
E. 15,0 ms^-2
Discussion
Fantatra fa:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Ditanya : percepatan lift (a) ?
Valiny:
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.

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

Loharanon'ny fanontaniana:

Fanontaniana momba ny Fizika amin'ny Fanadinana Nasionaly ho an'ny Lisea Ambony/Lisea Asa Fiofanana