Mafunso a Chitsanzo cha Malamulo a Newton

20 Contoh soal Hukum Newton

Lamulo Loyamba la 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) ndi (3)

B. (1) ndi (3) zokha

C. (2) ndi (4) zokha

D. (4) yokha

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

Zokambirana

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.

Yankho lolondola ndi 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…

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

Zokambirana

Amadziwika kuti:

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

Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (g) = 10 ms^-2

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

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

Massa lift diabaikan.

Anafunsa kuti: Percepatan lift

Yankho:

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 Newtons

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

Yankho lolondola ndi A.

3. Seseorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m.s^-2Ngati kuthamanga kwa mphamvu yokoka padziko lapansi kuli 10 m/s^-2, ndiye kuti mphamvu yachibadwa yomwe pansi pa elevator imagwiritsira ntchito pa munthuyo ndi….

A. 180 N

B. 200 N

C. 340 N

D. 420 N

E. 600 N

Zokambirana

Amadziwika kuti:

Kulemera (m) = 60 kg

Kuthamanga kwa munthu ndi elevator (a) = 3 m/s²

Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (g) = 10 m/s²

Mphamvu yokoka (w) = mg = (60)(10) = 600 Newtons

Anafunsa kuti: gaya normal (N)

Yankho:

Pali mphamvu ziwiri zomwe zimagwira ntchito pa munthu yemwe ali mu elevator, zomwe ndi mphamvu yokoka (w) ndi mphamvu yachibadwa yomwe pansi pa elevator pa munthuyo (N). Pali kuchuluka kwa ma vector atatu, komwe ndi mphamvu yokoka, mphamvu yachibadwa, ndi kufulumizitsa elevator, komwe mphamvu yokoka imatsogozedwa pansi, mphamvu yachibadwa imatsogozedwa mmwamba, ndipo kufulumizitsa elevator kumatsogozedwa pansi. Kuchuluka kwa vector yolunjika pansi kumasankhidwa kukhala ndi chizindikiro chabwino ndipo kuchuluka kwa vector yolunjika mmwamba kumasankhidwa kukhala ndi chizindikiro choipa.

∑F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 - 180

N = 420 Newton

Yankho lolondola ndi 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, ndiye kuti kuthamanga kwa elevator ndi….

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

Zokambirana

Amadziwika kuti:

Kulemera (m) = 40 kg

Mphamvu yachibadwa (N) = 520 N

Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (g) = 10 m/s²

Mphamvu yokoka (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Anafunsa kuti: Percepatan lift

Yankho:

∑F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/s²

Kuthamanga kwa elevator ndi 3 m/s²Chizindikiro chotsutsa chimatanthauza kuti elevator ikukwera mmwamba.

Yankho lolondola ndi 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?

Zokambirana

Amadziwika kuti:

Kulemera kwa munthu (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.

Anafunsa kuti: Berapa desakan kaki orang pada lantai lift ?

Yankho:

Chikepe chimatsika ndi liwiro la (a) la 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

C. 27 N

D. 30 N

E. 50 N

Zokambirana

Amadziwika kuti:

m_A = 6 kg, m_B = 2 kg, g = 10 m/s²

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

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

Funso: Kodi mphamvu ya chingwe (T) ndi yotani?

Yankho:

w_A > w_B karenanya sistem bergerak berlawanan arah putaran jarum jam (m_A sunthirani pansi, m_B pita mmwamba).

Kuthamanga

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) ndi

60 – 20 = (6 + 2) a

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/s²

Kukanika kwa chingwe 

m_A pita pansi

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 pita mmwamba

T_B - w_B = m_B a

T_B – 20 = (2)(5)

T_B - 20 = 10

T_B = 10 + 20

T₁ = 30 Newton

Kukanika kwa chingwe (T) = 30 Newtons.

Yankho lolondola ndi 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

Zokambirana

Amadziwika kuti:

Massa A (m_A) = 5 kg

Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (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)?

Yankho:

Balok A bergerak ke bawah karenanya berat A (w_A) lebih besar daripada berat B (w_B).

Gwiritsani ntchito lamulo lachiwiri la Newton:

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) ndi

50 – (m_B)(10) = (5 + m_B(2,5)

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

50 – 12,5 = 2,5 m_B + 10m_B

37,5 = 12,5m_B

m_B = makilogalamu 3

Yankho lolondola ndi 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

C. 27 N

D. 30 N

E. 50 N

Zokambirana

Amadziwika kuti:

m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 m/s²

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

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

Funso: Kodi mphamvu ya chingwe (T) ndi yotani?

Yankho:

w₂ > w₁ chifukwa chake dongosololi limayenda mozungulira wotchi (m₂ sunthirani pansi, m₁ pita mmwamba).

Kuthamanga

ΣF = ma

w₂ - w₁ = (m₁ +m₂) ndi

30 – 20 = (2 + 3) a

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/s².

Kukanika kwa chingwe 

m₂ pita pansi

w₂ - T₂ = m₂ a

30 – T₂ = (3)(2)

30 – T₂ = 6

T₂ = 30-6

T₂ = 24 Newton

m₁ pita mmwamba

T₁ - w₁ = m₁ a

T₁ – 20 = (2)(2)

T₁ - 20 = 4

T₁ = 20 + 4

T₁ = 24 Newton

Kukanika kwa chingwe (T) = 24 Newtons.

Yankho lolondola ndi 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)

Zokambirana

Malo osalala ndi osalala kotero palibe mphamvu yokangana yomwe imaletsa kuyenda kwa block A. Mphamvu yomwe imasuntha dongosolo la block ndi kulemera kwa block B.

Hitung percepatan sistem :

Hitung gaya tegangan tali (T) :

Tinjau gerakan salah satu benda, misalnya A. A bergerak ke kanan.

Gantikan m_A pada equation 1 dengan m_A pada equation 2.

Yankho lolondola ndi 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)
Zokambirana
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.
Amadziwika kuti:
Ditanya : Gaya gesek statis maksimum (f_s)?
Yankho:
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…
Zokambirana
Amadziwika kuti:
Ditanya : percepatan (a) balok ?
Yankho:
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
Zokambirana
Amadziwika kuti:
Anafunsa kuti:
Perbandingan gaya gesek balok A dan lantai (f_{s A}) dengan gaya gesek balok A dan B (f_{s B})?
Yankho:

13. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m₁ = 2 kg ndi m₂ = 3 kg ndipo kulemera kwa pulley sikunyalanyazidwa. Ngati pamwamba pa ndege pali yosalala ndipo g = 10 ms^-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
Zokambirana
Amadziwika kuti:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 m.s^-2
w₂ = m₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² kapena ma Newton 30
Ditanya : Percepatan sistem (a) ?
Yankho:
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
C. 15,5 N
D. 18,3 N
E. 24,0 N
Zokambirana
Amadziwika kuti:
m₁ = 2 kg,  m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Newtons
w₂ = (3)(10) = 30 Newtons
Ditanya : besar gaya tegangan tali (T) ?
Yankho:
w₂ = 30 Newton lebih besar dari w₁ = 20 Newton karenanya m₂ sunthirani pansi, m₁ bergerak ke atas.
Fomula yachiwiri ya lamulo la 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 Newtons.

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
Zokambirana
Amadziwika kuti:
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 ?
Yankho:
Fomula yachiwiri ya lamulo la 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 ndi m₂ = 4 kg ndipo kulemera kwa pulley sikunyalanyazidwa. Ngati pamwamba pa ndege pali yosalala ndipo g = 10 ms^-2,maka kufulumizitsa 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

Zokambirana
Amadziwika kuti:
m₁ = 6 kg, m₂ = 4 kg, g = 10 m/s²
w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² kapena ma Newton 60
w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² kapena ma Newton 40
Anafunsa: kufulumizitsa dongosolo (a)?
Yankho:

m₁berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh mphamvu yokoka balok 2.
Terapkan Lamulo lachiwiri la Newton :
∑F = ma
w₂ = (m₁ +m₂) ndi
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s²
Yankho lolondola ndi 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
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
E. 15 m/s²

Kukambirana:
Amadziwika kuti:
m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N
w_A = mg = (2)(10) = 20 N
Funso: kufulumira kwa block (a)?
Yankho:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Gwiritsani ntchito lamulo lachiwiri la Newton:
∑F = ma
F – w_A = (m_A +m_B) ndi
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s²
Yankho lolondola ndi A.

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 N
B. 6 N
C. 7 N
D. 8 N
E. 10 N
Zokambirana
Amadziwika kuti:
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 ?
Yankho:

Gaya yang menggerakan balok adalah w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 N)(chimo 30^o)
w_x = (20 N)(0,5)
w_x = 10 N.
Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.
Yankho lolondola ndi 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 …
Zokambirana
Amadziwika kuti:
m₁ = 2 kg, m₂ = 4 kg, F = 24 N
Ditanya : Besar percepatan balok (a) ?
Yankho:
Kukula kwa kuthamanga kwa chipikacho ndi 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
Zokambirana
Amadziwika kuti:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Ditanya : percepatan lift (a) ?
Yankho:
Massa sandi :
w = mg
500 = m (10)
m = 500 / 10
m = 50 makilogalamu
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.

Kuthamanga kwa elevator ndi 5 m/s² dan arah percepatan = arah gerakan lift adalah ke atas.

Gwero la funso:

Mafunso a National Examination Physics a Senior High School/Vocational High School