کاروباری مثال کے سوالات

9 Contoh soal Usaha

1. Gaya 20 Newton dikerjakan pada balok hingga balok berpindah sejauh 2 meter. Usaha yang dikerjakan gaya F pada balok adalah…
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
فورس (F) = 20 N
Perpindahan (s) = 2 meter
Sudut = 0 (arah gaya sama dengan arah perpindahan atau arah gaya berhimpit dengan arah perpindahan sehingga sudut yang dibentuk oleh gaya dengan perpindahan adalah nol)
پوچھا : Usaha (W)
جواب :
کیٹین:
Jika arah gaya sama dengan arah perpindahan, hitung usaha menggunakan rumus W = F s, tanpa perlu menambahkan cos ٹیٹا.

2. Sebuah benda diam di atas permukaan lantai licin. Pada benda dikerjakan gaya F = 10 N, membentuk sudut 30^o terhadap permukaan lantai. Jika benda bergerak sejauh 1 meter, berapa usaha yang dilakukan oleh gaya F pada benda ?
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
Gaya (F) = 10 Newton
Gaya yang searah perpindahan (F_x) = F cos 30^o = (10)(0,5√3) = 5√3 نیوٹن
Perpindahan (s) = 1 meter
پوچھا : usaha (W) ?
جواب :
ڈبلیو = ایف_x s = (5√3)(1) = 5√3 Joule

3. Benda bermassa 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 2 meter. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda tersebut!
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
Massa benda (m) = 1 kg
Ketinggian (h) = 2 meter
کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s²
پوچھا : Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda (W)
جواب :
Arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) adalah vertikal ke bawah, arah perpindahan (s) benda juga vertikal ke bawah sehingga gaya gravitasi searah dengan perpindahan benda.
W = F s = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 جول

4. Pegas digantungi beban bermassa 1 kg sehingga pegas mengalami pertambahan panjang 2 cm. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan (a) konstanta pegas (b) usaha yang dilakukan oleh pegas pada beban
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
ماس (ایم) = 1 کلو
کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s²
Pertambahan panjang pegas (x) = 2 cm = 0,02 meter
پوچھا : konstanta pegas dan usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
جواب :
(a) Konstanta pegas
Rumus hukum Hooke :
F = k x۔
Balik rumus ini untuk menghitung konstanta pegas :
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 Newton/meter
(b) Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
W = – ½ kx²
W = – ½ (500)(0,02)²
W = – (250)(0,0004)
ڈبلیو = -0,1 جول
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada beban bernilai negatif karena arah gaya pegas berlawanan dengan dengan arah perpindahan beban.

5. Sebuah kotak yang diam di atas permukaan lantai dipercepat dengan gaya sebesar 10 N sehingga kotak berpindah sejauh 2 meter. Jika gaya dorong searah dengan perpindahan kotak dan pada kotak bekerja gaya gesek kinetis sebesar 2 Newton maka usaha total yang dikerjakan pada kotak adalah…
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
Gaya (F) = 10 Newton
Gaya gesek kinetis (F_k) = 2 نیوٹن
Perpindahan (s) = 2 meter
پوچھا : Usaha total (W_کل)
جواب :
Usaha yang dilakukan oleh gaya (F) :
W₁ = F s cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek kinetis (F_k:)
W₂ = ایف_k s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule
Usaha total adalah :
W_کل = ڈبلیو₁ -. ڈبلیو₂
W_کل = 20 - 4
W_کل = 16 جول

6. Sebuah benda massa 5 kg berada 10 meter di atas permukaan bumi. Percepatan gravitasi = 10 ms^-2. Besar usaha untuk memindahkan benda tersebut ke atas ketinggian 15 meter dari permukaan bumi adalah …

A. . 75 Joule

B. . 250 Joule

C. . 500 Joule

D. . 750 Joule

E. 1.250 Joule

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Massa benda (m) = 5 kg

Ketinggian (h) = 10 meter

کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s²

پوچھا: Usaha untuk memindahkan benda ke ketinggian 15 meter

جواب:

Usaha untuk memindahkan benda minimal sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut.

Rumus usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi :

W = wh = mgh

Keterangan : W = usaha, w = gaya berat, h = ketinggian, m = massa, g = percepatan gravitasi

Rumus usaha yang dilakukan adalah :

W = w h = m g h = (5 kg)(10 m/s²)(10 میٹر) = 500 کلو میٹر²/s² = 500 جول

درست جواب C ہے۔

7. Sebuah benda massa 2 kg bergerak pada suatu permukaan licin dengan kecepatan 2 m s^1- . Beberapa saat kemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m s^1- . Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut adalah …

A. 4 جول

B. 9 جول

C. 15 جول

D. 21 جول

E. 25 Joule

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Massa benda (m) = 2 kg

ابتدائی رفتار (v_o) = 2 m s^1-

حتمی رفتار (v_t) = 5 m s^1-

پوچھا: Usaha yang dikerjakan pada benda selama selang waktu tersebut

جواب:

Teorema usaha-energi kinetik menyatakan bahwa usaha total yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis :

W = ΔEK = EK₂ - ای کے₁ = 1/2 ایم وی_t² - 1/2 ایم وی_o² = 1/2 میٹر (v_t² -. v_o²) = 1/2 (2) (5²-2²) = (1)(25-4) = 21 Joule

8. Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula diam di atas lantai licin, didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2 m.s^2-. Besar usaha yang terjadi adalah…

A. 20 جول

B. 30 جول

C. 60 جول

D. 180 جول

E. 360 Joule

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

ماس (ایم) = 10 کلو

ابتدائی رفتار (v_o) = 0 (pada mulanya meja diam)

وقت کا وقفہ (t) = 3 سیکنڈ

ایکسلریشن (a) = 2 m/s²

پوچھا : usaha (W) ?

جواب :

Terlebih dahulu hitung jarak tempuh menggunakan rumus GLBB :

s = v_o t + ½ at² = (0) (3) + ½ (2) (3)²

s = 0 + (1)(9) = 9

Usaha yang dilakukan pada meja :

W = F s = (m a)(s) = (10)(2)(9) = 180 Joule

درست جواب ہے D.

9 ایسebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F = 15 N pada bidang miring seperti gambar. Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms^-2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah…

A. 15 J

B. 30 J

C. 35 J

D. 45 J

E. 50 J

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

بلاک کا ماس (m) = 1,5 کلوگرام

کشش ثقل کی وجہ سے سرعت (g) = 10 m/s²

Berat balok (w) = m g = (1,5)(10) = 15 Newton

Gaya dorong (F) = 15 Newton

پوچھا : usaha total yang dilakukan pada balok (W) ?

جواب :

Terdapat dua gaya melakukan usaha pada balok; gaya yang sejajar dengan perpindahan balok, yakni gaya dorong (F) dan gaya berat balok yang sejajar dengan permukaan bidang miring (w_x).

Usaha yang dilakukan oleh gaya dorong adalah :

W₁ = F s = (15 N)(2 m) = 30 N m = 30 Joule

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat wx :

W₂ = ڈبلیو_x s = (w sin 30^o)(2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 N m = 15 Joule

Usaha total yang dilakukan pada balok :

W_کل = ڈبلیو₁ -. ڈبلیو₂ = 30 J – 15 J = 15 Joule

صحیح جواب ہے A۔