20 Contoh soal Hukum Newton
L-Ewwel Liġi ta' 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) u (3)
B. (1) u (3) biss
Ċ. (2) u (4) biss
D. (4) biss
E. (1), (2), (3) u (4)
Diskussjoni
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.
It-tweġiba korretta hija A.
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…
B. 7,5 ms-2
Ċ. 10,0 ms-2
D. 12,5 ms-2
E. 15,0 ms-2
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Berat sandi (w) = 500 Newton = 500 kg m s-2 (lift diam)
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 ms-2
Massa Sandi (m) = 500 / 10 = 50 kg
Tegangan tali (T) = 750 N (lift dipercepat)
Massa lift diabaikan.
Mistoqsi: Percepatan lift
Tweġiba:
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 = ma
750 – 500 = 50 a
250 = 50 a
a = 250 / 50
a = 5,0 ms-2
It-tweġiba korretta hija A.
3. Seseorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m.s-2Jekk l-aċċelerazzjoni tal-gravità fuq l-Art hija ta' 10 m/s-2, allura l-kobor tal-forza normali eżerċitata mill-art tal-lift fuq il-persuna hija….
A. 180 N
B. 200 N
Ċ 340 N
D. 420 Tramuntana
Lvant 600 Tramuntana
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa (m) = 60 kg
Aċċelerazzjoni tal-persuna u l-lift (a) = 3 m/s2
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Gravità (w) = mg = (60)(10) = 600 Newton
Mistoqsi: gaya normal (N)
Tweġiba:
Hemm żewġ forzi li jaġixxu fuq persuna f'lift, jiġifieri l-gravità (w) u l-forza normali eżerċitata mill-art tal-lift fuq il-persuna (N). Hemm tliet kwantitajiet vettorjali, jiġifieri l-gravità, il-forza normali, u l-aċċelerazzjoni tal-lift, fejn il-gravità hija diretta 'l isfel, il-forza normali hija diretta 'l fuq, u l-aċċelerazzjoni tal-lift hija diretta 'l isfel. Il-kwantità vettorjali diretta 'l isfel hija magħżula biex ikollha sinjal pożittiv u l-kwantità vettorjali diretta 'l fuq hija magħżula biex ikollha sinjal negattiv.
ΣF = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Newton
It-tweġiba korretta hija D.
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, allura l-aċċelerazzjoni tal-lift hija….
A. 1,0 ms-2
B. 1,5 ms-2
Ċ. 2,0 ms-2
D. 2,5 ms-2
E. 3,0 ms-2
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa (m) = 40 kg
Forza normali (N) = 520 N
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Forza tal-gravità (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Mistoqsi: Percepatan lift
Tweġiba:
ΣF = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/s2
L-aċċelerazzjoni tal-lift hija ta' 3 m/s2Is-sinjal negattiv ifisser li l-lift qed jitla’ ’l fuq.
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?
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa tal-persuna (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.
Mistoqsi: Berapa desakan kaki orang pada lantai lift ?
Tweġiba:
Il-lift jinżel b'aċċelerazzjoni (a) ta' 3 m/s2. Gaya yang searah dengan gerakan lift bertanda positif, gaya yang berlawanan arah dengan gerakan lift bertanda negatif.
w – N = ma
N = w – ma
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 N
B. 24 N
Ċ 27 N
D. 30 Tramuntana
Lvant 50 Tramuntana
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
mA = 6 kg, mB = 2 kg, g = 10 m/s2
wA = mA g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2
wB = mB g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2
Mistoqsija: X'inhi l-forza tat-tensjoni tal-ħabel (T)?
Tweġiba:
wA > wB karenanya sistem bergerak berlawanan arah putaran jarum jam (mA niżżel 'l isfel, mB imxi 'l fuq).
Aċċelerazzjoni
ΣF = ma
wA - wB = (mA +mB) Il-
60 – 20 = (6 + 2)
40 = (8) a
a = 40 / 8 = 5 m/s2
Tensjoni tal-ħabel
mA niżżel
wA - TA = mA a
60 – TA = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 - 30
T2 = 30 Newton
mB imxi 'l fuq
TB - wB = mB a
TB – 20 = (2)(5)
TB - 20 = 10
TB = 10 + 20
T1 = 30 Newton
Tensjoni tal-korda (T) = 30 Newtons.
It-tweġiba korretta hija D.
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
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Massa A (mA) = 5 kg
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Percepatan A atau percepatan sistem (a) = 2,5 m/s2
Berat A (wA) = (mA)(g) = (5)(10) = 50 Newton
Ditanya : berapa massa B (mB)?
Tweġiba:
Balok A bergerak ke bawah karenanya berat A (wA) lebih besar daripada berat B (wB).
Applika t-tieni liġi ta' Newton:
ΣF = ma
wA - wB = (mA +mB) Il-
50 – (metruB)(10) = (5 + mB) (2,5)
50 - 10 mB = 12,5 + 2,5 metriB
50 – 12,5 = 2,5 mB + 10mB
37,5 = 12,5 mB
mB = kg 3
It-tweġiba korretta hija 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 N
B. 24 N
Ċ 27 N
D. 30 Tramuntana
Lvant 50 Tramuntana
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 m/s2
w1 = (m1)(g) = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 jew 20 Newton
w2 = (m2)(g) = (3 kg)(10 m/s2) = 30 kg m/s2 jew 30 Newton
Mistoqsija: X'inhi l-forza tat-tensjoni tal-ħabel (T)?
Tweġiba:
w2 > w1 għalhekk is-sistema tiċċaqlaq lejn l-arloġġ (m2 niżżel 'l isfel, m1 imxi 'l fuq).
Aċċelerazzjoni
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) Il-
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = (5) a
a = 10 / 5 = 2 m/s2.
Tensjoni tal-ħabel
m2 niżżel
w2 - T2 = m2 a
30 – T2 = (3)(2)
30 – T2 = 6
T2 = 30 - 6
T2 = 24 Newton
m1 imxi 'l fuq
T1 - w1 = m1 a
T1 – 20 = (2)(2)
T1 - 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Newton
Tensjoni tal-korda (T) = 24 Newtons.
It-tweġiba korretta hija B.
9. Dua buah balok dihubungkan dengan katrol licin dan massa katrol diabaikan seperti pada gambar. Massa A = mA, massa B = mB dan balok B turun dengan percepatan a. Jika percepatan gravitasinya g, maka besar tegangan tali yang terjadi pada balok B adalah…
A. T = mB.a
B. T = mA (a – g)
C. T = mA (g – a)
D. T = mB (a – g)
E. T = mB (g – a)
Diskussjoni
Il-wiċċ ċatt huwa lixx u għalhekk m'hemm l-ebda forza ta' frizzjoni li tfixkel il-moviment tal-blokka A. Il-forza li ċċaqlaq is-sistema tal-blokka hija l-piż tal-blokka B.
Hitung percepatan sistem :
Hitung gaya tegangan tali (T) :
Tinjau gerakan salah satu benda, misalnya A. A bergerak ke kanan.
Gantikan mA Pada ekwazzjoni 1 dengan mA Pada ekwazzjoni 2.
It-tweġiba korretta hija E.
10. Balok massanya 10 kg berada di atas lantai kasar kemudian ditarik oleh gaya F arah mendatar. Jika koefisien gesekan statis μs = 0,5 dan koefisien gesekan kinetik μk = 0,3. Tentukan besarnya gaya gesek pada saat balok tepat akan bergerak. (g = 10 m/s2)
Diskussjoni
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.
Huwa magħruf li:
Ditanya : Gaya gesek statis maksimum (fs)?
Tweġiba:
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…
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Ditanya : percepatan (a) balok ?
Tweġiba:
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
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Mistoqsi:
Perbandingan gaya gesek balok A dan lantai (fs A) dengan gaya gesek balok A dan B (fs B)?
Tweġiba:
13. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 2 kg u m2 = 3 kg u l-massa tat-taljola tiġi injorata. Jekk il-wiċċ tal-pjan huwa lixx u g = 10 ms-2, maka percepatan sistem adalah ….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
Ċ. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 6,0 ms-2
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 m.s-2
w2 = m2 g = (3)(10) = 30 kg m/s2 jew 30 Newton
Ditanya : Percepatan sistem (a) ?
Tweġiba:
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 N
B. 13,3 N
Ċ 15,5 N
D. 18,3 Tramuntana
Lvant 24,0 Tramuntana
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
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) ?
Tweġiba:
w2 = 30 Newton lebih besar dari w1 = 20 Newton karenanya m2 niżżel 'l isfel, m1 bergerak ke atas.
Formula tat-tieni liġi ta' 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
Ċ. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
mA = 4 kg, mB = 4 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Ditanya : percepatan sistem ?
Tweġiba:
Formula tat-tieni liġi ta' 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 u m2 = 4 kg u l-massa tat-taljola tiġi injorata. Jekk il-wiċċ tal-pjan huwa lixx u g = 10 ms-2, maka aċċelerazzjoni sistem adalah….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
Ċ. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 5,0 ms-2
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 jew 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 jew 40 Newton
Mistoqsi: aċċelerazzjoni tas-sistema (a)?
Tweġiba:
m1berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gravità balok 2.
Terapija It-tieni liġi ta' Newton :
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) Il-
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s2
It-tweġiba korretta hija D.
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
Ċ. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
Diskussjoni:
Huwa magħruf li:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Mistoqsija: aċċelerazzjoni tal-blokka (a)?
Tweġiba:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Applika t-tieni liġi ta' Newton:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) Il-
40 – 20 = (2 + 2)
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s2
It-tweġiba korretta hija A.
Bidang Miring
18. Balok bermassa 2 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan = 30o, sehingga balok bergerak dengan percepatan konstan. Jika g = 10 ms-2, maka besar gaya yang menggerakan balok itu adalah…
A. 5 N
B. 6 N
Ċ 7 N
D. 8 Tramuntana
Lvant 10 Tramuntana
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m = 2 kg, g = 10 m/s2, teta = 30o
w = m g = (2)(10) = 20 kg m/s2 = 20N
Ditanya : Gaya yang menggerakan balok ?
Tweġiba:
Gaya yang menggerakan balok adalah wx.
wx = w mingħajr teta
wx = (20 N)(sin 30o)
wx = (20 N)(0,5)
wx = 10 N.
Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.
It-tweġiba korretta hija 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 …
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m1 = 2 kg, m2 = 4 kg, F = 24 N
Ditanya : Besar percepatan balok (a) ?
Tweġiba:
Il-kobor tal-aċċelerazzjoni tal-blokka huwa 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
Ċ. 10,0 ms-2
D. 12,5 ms-2
E. 15,0 ms-2
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
w = 500 N, g = 10 m/s2, T = 750 N
Ditanya : percepatan lift (a) ?
Tweġiba:
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.
L-aċċelerazzjoni tal-lift hija ta' 5 m/s2 dan arah percepatan = arah gerakan lift adalah ke atas.
Sors tal-mistoqsija:
Mistoqsijiet tal-Fiżika tal-Eżami Nazzjonali għall-Iskola Sekondarja Anzjana/Skola Sekondarja Vokazzjonali
