9 Contoh Soal Hukum Hooke
1. Grafik hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang (x) ditunjukan pada gambar di bawah. Konstanta pegas berdasarkan grafik adalah…
Pembahasan
Rumus hukum Hooke :
k = F / x
Keterangan :
F = gaya (satuan internasionalnya adalah Newton, disingkat N)
k = konstanta pegas (satuan internasionalnya adalah Newton/meter, disingkat N/m)
x = pertambahan panjang (satuan internasionalnya adalah meter, disingkat m)
1. Bola A dan bola B masing-masing bermassa 200 gram bertumbukan lenting sempurna. Jika sebelum bertumbukan bola A bergerak dengan kelajuan 10 m/s dan bola B dalam keadaan diam maka kelajuan bola A dan bola B setelah tumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola A (mA) = 200 gram = 0,2 kg
Massa bola B (mB) = 200 gram = 0,2 kg
Kelajuan bola A sebelum tumbukan (vA) = 10 m/s
Kelajuan bola B sebelum tumbukan (vB) = 0
1. Sebutir peluru bermassa 30 gram bergerak dengan kecepatan sebesar 30 m/s menumbuk balok kayu bermassa 1 kg yang sedang diam. Tentukan kelajuan balok jika peluru tertanam di dalam balok!
Pembahasan
Diketahui :
Massa peluru (m1) = 30 gram = 0,03 kg
Massa balok (m2) = 1 kg
Kecepatan awal peluru (v1) = 30 m/s
Kecepatan awal balok (v2) = 0 (balok diam)
Ditanya : kelajuan peluru dan balok setelah tumbukan (v’)
3 Contoh soal tumbukan lenting sebagian
1. Benda bermassa 500 gram bergerak dengan kelajuan 10 m/s dan benda bermassa 200 gram bergerak dengan kelajuan 12 m/s. Kedua benda bergerak saling mendekati dan bertumbukan. Jika setelah bertumbukan, kelajuan benda bermassa 500 gram adalah 6 m/s maka kelajuan benda bermassa 200 gram adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda 1 (m1) = 500 gram = 0,5 kg
Massa benda 2 (m2) = 200 gram = 0,2 kg
Kelajuan awal benda 1 (v1) = -10 m/s
Kelajuan awal benda 2 (v2) = 12 m/s
Kelajuan akhir benda 1 (v1’) = 6 m/s
8 Contoh soal Momentum Linear
1. Benda bermassa 1 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Momentum benda tersebut adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa (m) = 1 kg
Kecepatan (v) = 10 m/s
Ditanya : momentum linear (p)
Jawab :
Rumus momentum : p = m v
Keterangan : p = momentum, m = massa, v = kecepatan.
Momentum benda adalah :
p = m v = (1)(10) = 10 kg m/s2
11 Contoh Soal Momentum dan Impuls
1. Bola bermassa 0,2 kg dilempar mendatar dengan kelajuan 10 m/s membentur dinding tembok lalu bola dipantulkan kembali dengan kelajuan yang sama. Perubahan momentum bola adalah…
Pembahasan
16 Contoh Soal Hukum Hekekalan Energi Mekanik
Hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas
1. Buah kelapa bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 6 meter. Energi kinetik yang dimiliki buah kelapa ketika buah kelapa tiba di permukaan tanah adalah… g = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Massa buah kelapa (m) = 2 kg
Ketinggian (h) = 6 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : energi kinetik (EK)
2 Contoh soal daya
Daya adalah laju dilakukannya usaha atau usaha yang dilakukan selama selang waktu tertentu.
Secara metamatis, daya merupakan perbandingan antara usaha terhadap waktu.
P = W / t
Keterangan : P = daya (satuan Joule/sekon), W = usaha (Joule) dan t = selang waktu (sekon)
Berdasarkan persamaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju dilakukannya usaha, semakin besar daya, sebaliknya semakin kecil laju dilakukannya usaha, semakin kecil daya.
Daya merupakan besaran skalar. Satuan sistem internasional daya adalah Joule/sekon. Joule/sekon = Watt (diisngkat W), dinamakan demikian untuk menghargai James Watt.
Satuan sistem Inggris daya adalah 1 pon kaki / detik. Satuan ini terlalu kecil untuk kebutuhan praktis sehingga digunakan satuan lain yang lebih besar yakni daya kuda atau horse power (disingkat hp). 1 daya kuda = 550 pon kaki / detik = 764 Watt = ¾ kiloWatt.
1. Sebuah pegas diberi beban 2 kg dan digantung vertikal pada sebuah statif. Jika pegas bertambah panjang 4 cm maka perubahan energi potensial elastis pegas tersebut adalah… g = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Massa beban (m) = 2 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Berat beban (w) = m g = (2)(10) = 20 Newton
Pertambahan panjang pegas (x) = 4 cm = 0,04 meter
Ditanya : Energi potensial elastis pegas
1. Benda bermassa 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter hingga mencapai permukaan tanah. Tentukan :
(a) Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda tersebut
(b) Perubahan energi potensial gravitasi
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (m) = 1 kg
Ketinggian (h) = 10 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Jawab :
(a) Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi
Ketika benda jatuh bebas, arah gerakan benda ke bawah dan arah gaya gravitasi yang bekerja pada benda (gaya berat benda) juga ke bawah. Karena searah maka gaya gravitasi berhimpit atau membentuk sudut 0o dengan arah gerakan benda. Cos 0 = 1 dan setiap bilangan yang dikalikan dengan 1 sama dengan bilangan itu maka cos 0 tidak perlu dimasukan dalam rumus usaha.
Rumus usaha adalah W = F s, di mana W = usaha, F = gaya dan s = perpindahan. Jika disesuaikan dengan persoalan ini maka rumus usaha berubah menjadi W = w h = m g h, di mana W = usaha, w = gaya berat, h = perubahan ketinggian benda, m = massa benda, g = percepatan gravitasi.
Jadi usaha yang dilakukan oleh gaya berat adalah :
W = w h = m g h = (1)(10)(10) = 100 Joule
