Contoh soal dan Rumus usaha
1. Sebuah gaya horisontal F = 35 N mendorong sebuah balok bermassa m = 4 kg pada sebuah lantai kasar yang memiliki koefisien gesek kinetik μk = 0,6.
Pernyataan di bawah ini yang benar adalah…
(1) Usaha yang dilakukan gaya tersebut, apabila balok berpindah sejauh 3 meter, adalah 105 J
(2) Perubahan energi kinetik benda, jika benda berpindah sejauh 3 meter, adalah nol
(3) Total energi yang hilang, apabila balok berpindah sejauh 3 meter, adalah 72 Joule
(4) Kecepatan balok tetap
Pembahasan
Berat balok (w) = m g = 4 (10) = 40 Newton
Gaya normal (N) = w = 40 Newton
Gaya gesek kinetik (Fk) = μk N = (0,6)(40) = 24 Newton
Gaya horisontal (F) = 35 Newton
Resultan gaya = 35 – 24 = 11 Newton
(1) Usaha yang dilakukan gaya
W1 = F s = 35 (3) = +105 J
W2 = Fk s = 24 (3) = -72 J
(2) Perubahan energi kinetik benda
Usaha total = perubahan energi kinetik = 105 J – 72 J = 33 J
(3) Total energi yang hilang
Energi mekanik (energi kinetik) yang hilang akibat gaya gesek adalah 72 Joule.
(4) Kecepatan balok tetap
Ada resultan gaya 11 Newton yang bekerja pada balok, sehingga ada percepatan. Karena ada percepatan maka kecepatan balok tidak tetap.
Sumber soal:
Soal SBMPTN Fisika
