14 Contoh Soalan Dinamik Zarah
1. Blok A, yang mempunyai jisim 5 kg, diletakkan di atas permukaan rata yang licin, blok B, yang mempunyai jisim 3 kg, digantung dengan tali dan disambungkan ke blok A melalui takal, jika g = 10 m/s2 Tentukan pecutan blok tersebut!
A. 3,50 m/s2
B. 3,75 m/s2
C. 4,00 m/s2
D. 5,00 m/s2
E. 5,25 m/s2
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Permukaan rata yang licin.
Jisim bongkah A (mA) = 5 kg
Jisim blok B (mB) = 3 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (3)(10) = 30 Newton
Ditanya: Pecutan blok (a)
Jawapan:
Permukaan yang rata itu licin jadi tiada daya geseran yang menghalang pergerakan blok A. Daya yang menggerakkan sistem blok ialah berat blok B.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) Pihak
30 = (5 + 3) satu
30 = 8
a = 30 / 8
a = 3,75 m/s2
Jawapan yang betul ialah B.
2. Berdasarkan gambar tersebut, diketahui bahawa:
(1) pecutan sifar objek
(2) objek bergerak dalam garis lurus pada kelajuan malar
(3) objek dalam keadaan rehat
(4) sesuatu objek akan bergerak jika berat objek itu kurang daripada daya tarikan
Pernyataan yang betul ialah….
A. (1) dan (2) sahaja
B. (1) dan (3) sahaja
C. (1) dan (4)
D. (1), (2) dan (3) sahaja
E. (1), (2), (3) dan (4)
Perbincangan
(1) pecutan sifar objek
Pecutan sesuatu objek adalah sifar jika daya paduan adalah sama dengan sifar. Daya paduan:
∑F = ma 
pecutan (a) = 0
∑F=0
F1 +F2 - F3 = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N
(2) objek bergerak dalam garis lurus pada kelajuan malar
Pecutan sifar sesuatu objek boleh bermaksud objek itu dalam keadaan pegun atau objek itu bergerak dalam garis lurus pada kelajuan malar (objek itu bergerak pada kelajuan malar).
(3) objek dalam keadaan rehat
Daya yang terhasil daripada sifar boleh bermakna objek itu dalam keadaan pegun.
(4) sesuatu objek akan bergerak jika berat objek itu kurang daripada daya tarikan
Berat sesuatu objek bertindak secara menegak, manakala daya tegangan bertindak secara mendatar. Oleh kerana objek bergerak secara mendatar, hanya daya mendatar yang mempengaruhi objek tersebut.
Jawapan yang betul ialah D.
3. Lihat gambar di sebelah!
Jika pekali geseran kinetik antara blok A dan meja ialah 0,1 dan pecutan graviti ialah 10 m/s-2 maka daya yang mesti dikenakan pada A supaya sistem bergerak ke kiri dengan pecutan
n 2 ms-2 ialah ….
A. 70 U
B. 90 U
C. 150 U
D. 250 U
E. 330 U
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Jisim bongkah A (mA) = 30 kg
Berat blok A (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 atau 300 Newton
Jisim blok B (mB) = 20 kg
Berat blok B (wB) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Pekali geseran kinetik (
) = 0,1
Pecutan sistem (a) = 2 m/s2 (arah pecutan ke kiri)
Daya geseran kinetik (fk) = N= wA = (0,1)(300) = 30 Newton
Soalan: Apakah magnitud daya F?
Jawapan:
Hukum Kedua Newton:
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F – fk - wB = (mA +mB) Pihak
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Newton
Jawapan yang betul ialah E.
4. Dua objek A dan B, masing-masing dengan jisim 2 kg dan 6 kg, diikat dengan tali melalui takal licin seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Mula-mula, objek B dipegang dan kemudian dilepaskan. Jika g = 10 ms-2 maka pecutan objek B ialah…
A. 8,0 ms-2
B. 7,5 ms-2
C. 6,0 ms-2
D. 5,0 ms-2
E. 4,0 ms-2
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
mA = 2 kg, mB = 6 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = (2)(10) = 20N
wB = (mB)(g) = (6)(10) = 60N
Soalan: pecutan objek B atau pecutan sistem?
Jawapan:
wB > wA Oleh itu, objek B bergerak ke bawah, objek A bergerak ke atas (sistem bergerak mengikut arah jam).
ΣF = ma
wB - wA = (mA +mB) Pihak
60 – 20 = (2 + 6) satu
40 = (8) satu
a = 5 m/s2
Jawapan yang betul ialah D.
5. Sebuah objek berjisim disambungkan oleh seutas tali yang melalui takal licin seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Jika m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, dan g = 10 ms-2, maka voltan T ialah ….
A. 10,2 U 
B. 13,3 U
C. 15,5 U
D. 18,3 U
E. 20,0 U
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s)2) = 10 kg m/s2 atau 10 Newton
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s)2) = 20 kg m/s2 atau 20 Newton
Soalan: Berapakah daya tegangan tali (T)?
Jawapan:
Pecutan sistem
w2 > w1 oleh itu sistem bergerak mengikut arah jam (m2 bergerak ke bawah, m1 bergerak ke atas).
Hukum Kedua Newton:
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) Pihak
20 – 10 = (1 + 2 ) satu
10 = (3) satu
a = 3,3 m/s2
Pecutan sistem ialah 3,3 m/s2.
Tegangan tali?
m2 bergerak ke bawah
w2 - T2 = m2 a
20 – T2 = (2)(3,33)
20 – T2 = 6,66
T2 = 20 - 6,66
T2 = 13,3 Newton
m1 bergerak ke atas
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Newton
Tegangan tali (T) = 13,3 Newton.
Jawapan yang betul ialah B.
6. Lihat gambar di sebelah! Jisim setiap bongkah ialah m.1 = 6 kg dan m2 = 4 kg dan jisim takal diabaikan. Jika permukaan satah licin dan g = 10 ms-2, maka pecutan sistem ialah….
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
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
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: pecutan sistem (a)?
Jawapan:
m1 berada di atas permukaan yang licin dan rata tanpa geseran supaya sistem didorong oleh daya graviti blok 2.
Gunakan hukum kedua Newton:
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) Pihak
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) satu
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s2
Jawapan yang betul ialah D.
7. Dua buah bongkah, setiap satu berjisim 2 kg, disambungkan oleh seutas tali dan takal seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Permukaan dan takal adalah licin. Jika bongkah B ditarik dengan daya mendatar 40 N, pecutan bongkah itu ialah… (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
Perbincangan:
Adalah diketahui bahawa:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Soalan: pecutan blok (a)?
Jawapan:
Permukaan bongkah itu licin, oleh itu daya yang mempengaruhi pergerakan bongkah itu hanyalah daya F dan berat bongkah A.
Gunakan hukum kedua Newton:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) Pihak
40 – 20 = (2 + 2) satu
20 = (4) satu
a = 20 / 4
a = 5 m/s2
Jawapan yang betul ialah A.
8. Daripada gambar berikut, blok A mempunyai jisim 2 kg dan blok B = 1 kg. Blok B pada mulanya pegun dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Jika g = 10 ms-2, nilai tegangan tali T ialah…
A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Perbincangan
Dikenali :
Jisim bongkah A (mA) = 2 kg
Jisim blok B (mB) = 1 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Ditanya : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Dalam soalan itu tiada maklumat tentang geseran, jadi abaikan sahaja geseran.
Pecutan sistem (a)
Kiraan pertama pecutan sistem Menggunakan hukum kedua Newton, blok B digantung supaya berat blok B menggerakkan blok B ke bawah. Blok B dan blok A dihubungkan oleh tali supaya blok B menarik blok A sehingga kedua-duanya bergerak bersama. Perbezaannya ialah blok B bergerak ke bawah dan blok A bergerak ke kanan. Hanya terdapat satu daya yang selari dengan pergerakan kedua-dua blok, iaitu berat blok B (wB). Berat blok A adalah serenjang dengan arah pergerakan. Pergerakan blok A tidak diambil kira dalam menyelesaikan masalah. Daya tegangan dalam tali mempunyai magnitud yang sama di sepanjang tali dan dalam arah yang bertentangan jadi ia saling membatalkan antara satu sama lain.
∑F = ma
wB = (mA +mB) Pihak
10 = (2 + 1) satu
10 = 3
a = 10/3
Tegangan tali (T)
Tegangan dalam tali dikira dengan mempertimbangkan setiap blok secara berasingan.
Tegangan tali di blok A
∑F = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Tegangan tali di blok B
∑F = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Tegangan tali (T) = 6,7 Newton
Jawapan yang betul ialah C.
9. Daripada imej berikut, bongkah A mempunyai jisim 2 kg dan bongkah B = 1 kg. Jika daya geseran antara objek A dan satah ialah 2,5 Newton, manakala daya geseran tali dengan takal diabaikan, maka pecutan kedua-dua objek ialah…
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Perbincangan
Dikenali :
Jisim bongkah A (mA) = 2 kg
Jisim blok B (mB) = 1 kg
Daya geseran antara blok A dan permukaan rata (fges A) = 2,5 Newton
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Ditanya Pecutan kedua-dua objek (a)
Jawab :
Pecutan kedua-dua objek dikira menggunakan formula hukum kedua Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) Pihak
10 – 2,5 = (2 + 1) satu
7,5 = 3
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Jawapan yang betul ialah E.
10. Lihat gambar! Bongkah A berjisim 30 kg yang terletak di atas lantai licin disambungkan ke bongkah B berjisim 10 kg melalui takal. Bongkah B pada mulanya dipegang dan kemudian dilepaskan supaya ia bergerak ke bawah. Pecutan sistem ialah… (g = 10 m/s-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
E. 18 ms-2
Perbincangan
Dikenali :
Jisim bongkah A (mA) = 30 kg
Jisim blok B (mB) = 10 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Ditanya : Pecutan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) Pihak
100 = (30 + 10) satu
100 = 40
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s2
Jawapan yang betul ialah A.
11. Bongkah A dan B, setiap satunya berjisim 8 kg dan 12 kg, diletakkan di atas meja seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Pekali geseran antara bongkah A dan meja ialah 0,3. Blok C mempunyai jisim 4 kg dan kemudian disusun di atas blok A. Antara pernyataan berikut, yang manakah betul?
A. Tegangan pada tali lebih besar daripada sebelumnya, pecutan lebih kecil daripada sebelumnya
B. Tegangan dalam tali dan pecutan sistem tidak berubah.
C. Tegangan pada tali adalah lebih kecil daripada sebelumnya, pecutan adalah lebih besar daripada sebelumnya.
D. Tegangan dalam tali adalah lebih besar daripada sebelumnya, pecutan kekal malar.
E. Tegangan dalam tali kekal malar manakala pecutan lebih kecil daripada sebelumnya.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Jisim bongkah A (mA) = 8 kg
Jisim blok B (mB) = 12 kg
Jisim blok C (mC) = 4 kg
Pekali geseran antara blok A dan meja (μk) = 0,3
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok A (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s)2) = 80 kg m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (12 kg)(10 m/s)2) = 120 kg m/s2
Daya geseran antara blok A dan meja (fk) = μk NA = μk wA = (0,3)(80) = 24 N
Jawapan:
Pecutan sistem:
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) Pihak
120 – 24 = (8 + 12) Pihak
96 = (20) Pihak
a = 96 / 20
a = 4,8 m/s2
Tegangan tali:
Pertimbangkan salah satu objek, contohnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) Pihak
120 – T = (12) sembilan
120 – T = 57,6
T = 120 – 57,6
T = 62,4 Newton
Blok C dengan jisim 4 kg kemudiannya disusun di atas blok A.
Pecutan sistem:
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB +mC) Pihak
120 – 24 = (8 + 12 + 4) Pihak
96 = (24) Pihak
a = 96 / 24
a = 4 m/s2
Tegangan tali:
Pertimbangkan salah satu objek, contohnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) Pihak
120 – T = (12) sembilan
120 – T = 48
T = 120 – 48
T = 72 Newton
Jawapan yang betul ialah A.
12. Daripada gambar berikut, blok A mempunyai jisim 2 kg dan blok B = 1 kg. Blok B pada mulanya pegun dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Jika g = 10 ms-2, nilai tegangan tali T ialah…
A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Perbincangan
Dikenali :
Jisim bongkah A (mA) = 2 kg
Jisim blok B (mB) = 1 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Ditanya : Nilai tegangan tali (T)
Jawab :
Dalam soalan itu tiada maklumat tentang geseran, jadi abaikan sahaja geseran.
Pecutan sistem (a)
Kiraan pertama pecutan sistem sistem menggunakan formula Hukum kedua NewtonBlok B digantung supaya terdapat daya graviti blok B yang menggerakkan blok B ke bawah. Blok B dan blok A dihubungkan oleh tali supaya blok B menarik blok A sehingga kedua-duanya bergerak bersama. Perbezaannya ialah blok B bergerak ke bawah dan blok A bergerak ke kanan. Hanya terdapat satu daya yang selari dengan pergerakan kedua-dua blok, iaitu daya graviti blok B (wB). Graviti Blok A adalah berserenjang dengan arah pergerakan blok A jadi ia tidak diambil kira dalam menyelesaikan masalah. Daya tegangan dalam tali mempunyai magnitud yang sama di sepanjang tali dan dalam arah yang bertentangan jadi ia saling membatalkan.
∑F = ma
wB = (mA +mB) Pihak
10 = (2 + 1) satu
10 = 3
a = 10/3
Tegangan tali (T)
Tegangan dalam tali dikira dengan mempertimbangkan setiap blok secara berasingan.
Tegangan tali di blok A
∑F = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Tegangan tali di blok B
∑F = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Tegangan tali (T) = 6,7 Newton
Jawapan yang betul ialah C.
13. Daripada gambar berikut, blok A mempunyai jisim 2 kg dan blok B = 1 kg. Apabila daya geseran antara objek A dan satah 2,5 Newton, manakala daya geseran tali dengan takal diabaikan, maka pecutan kedua-dua objek ialah...
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Perbincangan
Dikenali :
Jisim bongkah A (mA) = 2 kg
Jisim blok B (mB) = 1 kg
Daya geseran antara blok A dan permukaan rata (fges A) = 2,5 Newton
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Ditanya Pecutan kedua-dua objek (a)
Jawab :
Pecutan kedua-dua objek dikira menggunakan formula hukum kedua Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) Pihak
10 – 2,5 = (2 + 1) satu
7,5 = 3
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Jawapan yang betul ialah E.
14. 
Lihat gambar! Bongkah A berjisim 30 kg yang terletak di atas lantai licin disambungkan ke bongkah B berjisim 10 kg melalui takal. Bongkah B pada mulanya dipegang dan kemudian dilepaskan supaya ia bergerak ke bawah. Pecutan sistem ialah… (g = 10 m/s-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
E. 18 ms-2
Perbincangan
Dikenali :
Jisim bongkah A (mA) = 30 kg
Jisim blok B (mB) = 10 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s2
Berat blok B (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Ditanya : Pecutan sistem (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) Pihak
100 = (30 + 10) satu
100 = 40
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s2
Jawapan yang betul ialah A.
Sumber soalan:
Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional
