Pembahasan soal UN fisika SMA/MA tahun 2015

Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.8
Perhatikan gambar berikut ini! Balok meluncur di bidang miring yang kasar dengan koefisien gesekan 0,4. Jika g = 10 m.s-2 maka kecepatan balok saat menyentuh dasar bidang miring adalah…
A. 2√5 m.s-1Teorema usaha-energi mekanik un fisika SMA tahun 2015 - 1
B. 2√7 m.s-1
C. 2√14 m.s-1
D. 2√19 m.s-1
E. 2√23 m.s-1
Pembahasan
Sambil lihat gambar di bawah
Diketahui :
Ketinggian awal (ho) = 6 m
Ketinggian akhir (ht) = 0 m
Kecepatan awal (vo) = 0 (pada mulanya balok diam)
Koefisien gesek kinetis (μk) = 0,4 (balok meluncur sehingga koefisien gesekan kinetis, bukan koefisien gesekan statis)
Percepatan gravitasi (g) = 10 m.s-2
cos θ = bawah/miring = 8/10
Komponen berat pada arah vertikal = wy = w cos θ = m g cos θ = m (10)(8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 m
Gaya normal = N = wy = 8 m
Gaya gesek kinetis = fk = μk N = μk wy = (0,4)(8 m) = 3,2 m
Ditanya : Kecepatan akhir (vt)
Jawab :
Teorema usaha-energi mekanik un fisika SMA tahun 2015 - 2Teorema usaha-energi mekanik menyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya tak konservatif pada suatu benda sama dengan perubahan energi mekanik benda tersebut. Contoh gaya tak konservatif adalah gaya gesek kinetis.
Wnc = ΔEM
Wnc = ΔEK + ΔEP
Keterangan :
Wnc = Usaha oleh gaya non konservatif, ΔEM = Perubahan energi mekanik, ΔEK = Perubahan energi kinetik, ΔEP = Perubahan energi potensial.

Perubahan energi kinetik :
ΔEK = 1/2 m (vt2 – vo2) = 1/2 m (vt2 – 0) = 1/2 m vt2
Perubahan energi potensial :
ΔEP = m g (ht – ho) = m (10)(0-6) = m (10)(-6) = – 60 m
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek kinetis :
Wnc = – fk s = – (3,2 m)(10) = – 32 m
Bertanda negatif karena gaya gesek kinetis melakukan usaha negatif, di mana arah gaya gesek kinetis (ke atas) berlawanan dengan arah perpindahan benda (ke bawah).

Hitung kecepatan akhir (vt) :
Wnc = ΔEK + ΔEP
– 32 m = 1/2 m vt2 – 60 m
– 32 m = m (1/2 vt2 – 60)
– 32 = 1/2 vt2 – 60
– 32 + 60 = 1/2 vt2
28 = 1/2 vt2
2 (28) = vt2
56 = vt2
vt = √4.14
vt = 2√14 m.s-1
Jawaban yang benar adalah C.

Jumlah halaman : 56
Jumlah nomor soal : 40
Jumlah soal dan pembahasan : 81

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: