Newton Yasası Formülü

Contoh soal dan rumus hukum Newton

Newton'un Birinci Yasası

1. Seseorang berada di dalam sebuah lift yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan ke atas. berat orang itu 800 N. Tiba-tiba tali baja penarik lift putus, sehingga lift jatuh. Normal kuvvet dari lantai lift pada orang itu sesaat sebelum dan sesudah tali baja putus adalah….

1. 800 N dan 0
2. 800 N dan 800 N
3. 1600 N dan 0
4. 1600 N dan 800 N

Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Ağırlık (w) = 800 Newton
Ditanya : Gaya normal (N) yang bekerja pada orang itu sesaat sebelum dan sesudah tali baja putus
Cevap :
Sesaat sebelum tali baja putus
Ketika orang itu berdiri di atas lantai lift, gaya berat bekerja pada orang itu dan arah gaya berat ke bawah (amati gambar ilustrasi di bawah). Orang itu diam dalam lift sehingga harus ada gaya normal yang mengimbangi gaya berat orang itu, di mana gaya ini mempunyai arah ke atas dan besarnya sama dengan gaya berat. Gaya normal dikerjakan lantai pada orang itu dan gaya ini bekerja pada orang.
Karena orang itu diam dalam lift dan lift bergerak dengan kecepatan konstan (tidak ada percepatan) maka resultan gaya yang bekerja pada orang bernilai nol.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newton

Setelah tali baja putus
Setelah tali baja putus, lift dan orang itu jatuh bebas secara bersama-sama, di mana besar dan arah percepatan jatuh bebas lift dan orang itu bernilai sama dengan percepatan gravitasi bumi. Lift dan orang itu jatuh bebas secara bersama-sama sehingga tidak ada gaya normal yang dikerjakan lantai lift pada orang itu. Orang itu sedang jatuh dan kaki orang itu juga tidak bisa menekan lantai lift karena lift juga sedang jatuh.
Doğru cevap A şıkkıdır.

2. Tiga gaya yang masing-masing besarnya F₁ = 22 N, F₂ = 18 N ve F₃ = 40 N dikerjakan pada balok kayu. Gaya-gaya yang bekerja pada balok, yang memenuhi hukum I Newton ditunjukkan oleh gambar…

Pembahasan

Hukum I Newton : Resultan gaya (ΣF) = 0.

A. F₁ + F₂ - F₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B.F.₂ + F₃ - F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (ke kanan)

C.F₂ + F₃ - F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (ke kanan)

D.F₁ + F₃ - F₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (ke kiri)

Doğru cevap A şıkkıdır.

Newton'un İkinci Yasası

3.
Resme bakın!
Sebuah balok 40 kg ditarik dengan gaya 200 N timbul percepatan 3 m/s² maka besar gaya gesek yang terjadi pada benda/balok tersebut adalah….

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Kütle (m) = 40 kg
Kuvvet (F) = 200 N
İvme (a) = 3 m/s²
Ditanya : Besar gaya gesek (F_g)
Cevap :
Newton'un ikinci yasasının formülü:
∑F = ma
Keterangan : ∑F = resultan gaya, m = massa, a = percepatan

Arah gaya F ke kanan sedangkan arah gaya gesek ke kiri (arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda). Arah ke kanan dipilih positif dan arah ke kiri dipilih negatif.
∑F = ma
F – F_g = anne
200 – K_g = (40)(3)
200 – K_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 Newton
Doğru cevap D şıkkıdır.

4. Balok A yang massanya 100 gram diletakkan di atas balok B yang massanya 300 gram, kemudian balok B didorong oleh gaya 5 N vertikal ke atas. Jika balok tidak saling bergerak, maka besar gaya normal oleh balok B pada balok A adalah….

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
İtme kuvveti (F) = 5 Newton
A bloğunun kütlesi (m)_A) = 100 gram = 0,1 kg
B bloğunun kütlesi (m)_B) = 300 gram = 0,3 kg
Yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/s²
A bloğunun ağırlığı (w)_A) = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 Newton
B bloğunun ağırlığı (w)_B) = (0,3 kg)(10 m/s²) = 3 kg m/s² = 3 Newton

Ditanya : gaya Normal oleh balok B pada balok A
Cevap :
Terdapat beberapa gaya yang bekerja pada kedua balok, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah.
F = gaya dorong (bekerja pada balok B)
w_A = gaya berat balok A (bekerja pada balok A)
w_B = gaya berat balok B (bekerja pada balok B)
N_A = gaya normal oleh balok B pada balok A (bekerja pada balok A)
N_A’ = gaya normal oleh balok A pada balok B (bekerja pada balok B)

Tinjau kedua balok sebagai satu sistem :
Terapkan hukum II Newton pada kedua balok :
∑F = ma
F – w_A - w_B + N_A - N_A' = (m_A +m_B)
N_A ve N_A’ merupakan gaya aksi-reaksi yang mempunyai besar sama tapi berlawanan arah sehingga dilenyapkan dari persamaan.
F – w_A - w_B = (m_A +m_B)
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) a
5 – 4 = (0,4) a
1 = (0,4) a
bir = 1 / 0,4
a = 2,5 m/s²
Adanya gaya (F) 5 Newton bekerja vertikal ke atas pada kedua balok menyebabkan kedua balok bergerak vertikal ke atas dengan percepatan sebesar 2,5 m/s².

Tinjau balok A :
Terapkan hukum II Newton pada balok A :
∑F = ma
N_A - w_A = m_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 Newton
Gaya Normal oleh balok B pada balok A adalah 1,25 Newton.
Doğru cevap B şıkkıdır.

Newton'un Üçüncü Yasası

5. Lütfen aşağıdaki açıklamaya dikkat edin!

(1) Penumpang terdorong ke depan ketika bus yang melaju dengan tetap tiba-tiba mengerem mendadak

(2) Tumpukan buku di atas karton tidak akan jatuh saat karton ditarik dengan cepat

(3) Ketika bermain skateboard saat kaki yang bebas mendorong tanah ke belakang maka skateboard akan meluncur ke depan

(4) Dayung perahu didorong ke belakang, perahu bergerak ke depan

Pernyataan di atas yang sesuai dengan hukum III Newton adalah…

A. (1) ve (2)

B. (1) ve (3)

C. (2) ve (3)

D. (3) ve (4)

Pembahasan

(1) hukum I Newton

(2) hukum I Newton

(3) hukum III Newton

(4) hukum III Newton

Doğru cevap D şıkkıdır.

Soru kaynağı:

Ortaokul/İslami Ortaokul Fen Bilimleri Ulusal Sınav Soruları

Ortaokul Fizik OSN Soruları