Gurumuda.Net

Menu

Pembahasan soal Hukum Gerak Newton

20 Pembahasan Soal Hukum Gerak Newton

Hukum 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)

Pembahasan

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.

Jawaban yang benar adalah 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 m s–2

B. 7,5 m s–2

C. 10,0 m s–2

D. 12,5 m s–2

E. 15,0 m s–2

Pembahasan

Diketahui :

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.

Ditanya : Percepatan lift

Jawab :

Lift diam, tidak ada percepatan (a = 0). Gaya yang arahnya ke atas bertanda positif, gaya yang arahnya ke bawah bertanda negatif.

ΣF = m a

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 a

250 = 50 a

a = 250 / 50

a = 5,0 m s–2

Jawaban yang benar adalah A.

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 N

B. 200 N

C. 340 N

D. 420 N

E. 600 N

Pembahasan

Diketahui :

Massa (m) = 60 kg

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

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

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

Ditanya : gaya normal (N)

Jawab :

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.

F = m a

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Newton

Jawaban yang benar adalah 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, maka percepatan lift tersebut adalah….

A. 1,0 m.s-2

B. 1,5 m.s-2

C. 2,0 m.s-2

D. 2,5 m.s-2

E. 3,0 m.s-2

Pembahasan

Diketahui :

Massa (m) = 40 kg

Gaya normal (N) = 520 N

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

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

Ditanya : Percepatan lift

Jawab :

F = m a

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.

Jawaban yang benar adalah 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?

Pembahasan

Diketahui :

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.

Ditanya : Berapa desakan kaki orang pada lantai lift ?

Jawab :

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.

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 NPembahasan soal hukum Newton 1

B. 24 N

C. 27 N

D. 30 N

E. 50 N

Pembahasan

Diketahui :

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

Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?

Jawab :

wA > wB karenanya sistem bergerak berlawanan arah putaran jarum jam (mA bergerak ke bawah, mB bergerak ke atas).

Percepatan

ΣF = m a

wA – wB = (mA + mB) a

60 – 20 = (6 + 2) a

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/s2

Tegangan tali 

mA bergerak ke bawah

wA – TA = mA a

60 – TA = (6)(5)

60 – TA = 30

TA = 60 – 30

T2 = 30 Newton

mB bergerak ke atas

TB – wB = mB a

TB – 20 = (2)(5)

TB – 20 = 10

TB = 10 + 20

T1 = 30 Newton

Tegangan tali (T) = 30 Newton.

Jawaban yang benar adalah 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 kgPembahasan soal hukum Newton 2

B.  1 kg

C.  1,5 kg

D.  2 kg

E.  3 kg

Pembahasan

Diketahui :

Massa A (mA) = 5 kg

Percepatan gravitasi (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) ?

Jawab :

Balok A bergerak ke bawah karenanya berat A (wA) lebih besar daripada berat B (wB).

Terapkan hukum II Newton :

ΣF = m a

wA – wB = (mA + mB) a

50 – (mB)(10) = (5 + mB) (2,5)

50 – 10 mB = 12,5 + 2,5 mB

50 – 12,5 = 2,5 mB + 10 mB

37,5 = 12,5 mB

mB = 3 kg

Jawaban yang benar adalah 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 NPembahasan soal hukum Newton 3

B. 24 N

C. 27 N

D. 30 N

E. 50 N

Pembahasan

Diketahui :

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) ?

Jawab :

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

Percepatan

ΣF = m a

w2 – w1 = (m1 + m2) a

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.

Jawaban yang benar adalah 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.aPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 12

B. T = mA (a – g)

C. T = mA (g – a)

D. T = mB (a – g)

E. T = mB (g – a)

Pembahasan

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 :

Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 13

Hitung gaya tegangan tali (T) :

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

Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 14

Gantikan mA pada persamaan 1 dengan mA pada persamaan 2.

Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 15

Jawaban yang benar adalah 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)
Dinamika partikel gerakdi bidang datar 1Pembahasan
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.
Diketahui :
Dinamika partikel gerak di bidang datar 2Ditanya : Gaya gesek statis maksimum (fs) ?
Jawab :
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 :
Dinamika partikel gerak di bidang datar 3Koefisien 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…
Dinamika partikel gerak di bidang datar 4Pembahasan
Diketahui :
Dinamika partikel gerak di bidang datar 5Ditanya : percepatan (a) balok ?
Jawab :
Dinamika partikel gerak di bidang datar 6 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
Dinamika partikel gerak di bidang datar 7Pembahasan
Diketahui :
Dinamika partikel gerak di bidang datar 8Ditanya :
Perbandingan gaya gesek balok A dan lantai (fs A) dengan gaya gesek balok A dan B (fs B) ?
Jawab :

Dinamika partikel gerak di bidang datar 9

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 ….
Dinamika partikel sistem beban tali dan katrol 1A. 0,5 m.s−2
B. 2,0 m.s−2
C. 2,5 m.s−2
D. 4,0 m.s−2
E. 6,0 m.s−2
Pembahasan
Diketahui :
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) ?
Jawab :
Dinamika partikel sistem beban tali dan katrol 214. 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…
Dinamika partikel sistem beban tali dan katrol 3A. 10,2 N
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
E. 24,0 N
Pembahasan
Diketahui :
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) ?
Jawab :
w2 = 30 Newton lebih besar dari w1 = 20 Newton karenanya m2 bergerak ke bawah, m1 bergerak ke atas.
Rumus hukum II Newton :
Dinamika partikel sistem beban tali dan katrol 4Gaya 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)
Dinamika partikel sistem beban, tali dan katrol 5A. 1,25 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
mA = 4 kg, mB = 4 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Ditanya : percepatan sistem ?
Jawab :
Rumus hukum II Newton :
Dinamika partikel sistem beban, tali dan katrol 6Percepatan 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 percepatan sistem adalah….

A. 0,5 m.s−2Dinamika partikel - UN fisika SMA MA 2012 - 1
B. 2,0 m.s−2
C. 2,5 m.s−2
D. 4,0 m.s−2
E. 5,0 m.s−2

Pembahasan
Diketahui :
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 atau 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 atau 40 Newton
Ditanya : percepatan sistem (a) ?
Jawab :

m1berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Terapkan hukum II Newton :
∑F = m a
w2 = (m1 + m2) a
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s2
Jawaban yang benar adalah 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/s2Dinamika partikel - UN fisika SMA MA 2012 - 2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2

Pembahasan :
Diketahui :
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = m g = (2)(10) = 20 N
Ditanya : percepatan balok (a) ?
Jawab :
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 – wA = (mA + mB) a
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s2
Jawaban yang benar adalah A.

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
C. 7 N
D. 8 N
E. 10 N
Pembahasan
Diketahui :
m = 2 kg, g = 10 m/s2, teta = 30o
w = m g = (2)(10) = 20 kg m/s2 = 20 N
Ditanya : Gaya yang menggerakan balok ?
Jawab :

Hukum Newton contoh soal un 1

Gaya yang menggerakan balok adalah wx.
wx = w sin teta
wx = (20 N)(sin 30o)
wx = (20 N)(0,5)
wx = 10 N.
Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.
Jawaban yang benar adalah 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 …
Hukum Newt0n contoh soal un 3Pembahasan
Diketahui :
m1 = 2 kg, m2 = 4 kg, F = 24 N
Ditanya : Besar percepatan balok (a) ?
Jawab :
Hukum Newton contoh soal un 4Besar 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 m s–2
B. 7,5 m s–2
C. 10,0 m s–2
D. 12,5 m s–2
E. 15,0 m s–2
Pembahasan
Diketahui :
w = 500 N, g = 10 m/s2, T = 750 N
Ditanya : percepatan lift (a) ?
Jawab :
Hukum Newton contoh soal UN 5Massa sandi :
w = m g
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.
Hukum Newton contoh soal un 6Gaya tegangan tali (T) ketika lift diam = 500 N.
Ketika lift dipercepat, gaya tegangan tali (T) menjadi 750 N atau bertambah 250 N.

Hukum Newton contoh soal un 7Percepatan lift adalah 5 m/s2 dan arah percepatan = arah gerakan lift adalah ke atas.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA

2 thoughts on “Pembahasan soal Hukum Gerak Newton

  1. Mohon maaf, untuk soal nomor 1, bukankah seharusnya jawabannya 1 dan 3? Berdasarkan pembahasan, benda dengan resultan gaya NOL tidak SELALU DIAM, bisa saja bergerak lurus beraturan.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.