14 Contoh soal Dinamika Partikel
1. Balok A yang massanya 5 kg, diletakkan pada bidang datar yang licin, balok B yang massanya 3 kg digantung dengan tali dan dihubungkan dengan balok A melalui sebuah katrol, jika g = 10 m/s2 tentukan percepatan balok tersebut!
A. 3,50 m/s2
B. 3,75 m/s2
C. 4,00 m/s2
D. 5,00 m/s2
Sharqiy 5,25 m/s2
Munozara
Ma'lumki:
Bidang datar licin.
A blokining massasi (m)A) = 5 kg
B blokining massasi (mB) = 3 kg
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (3)(10) = 30 Nyuton
So'ralgan: Percepatan balok (a)
Javob:
Yassi sirt silliq, shuning uchun A blokining harakatiga to'sqinlik qiladigan ishqalanish kuchi yo'q. Blok tizimini harakatga keltiruvchi kuch B blokining og'irligidir.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) a
30 = (5 + 3) a
30 = 8 a
a = 30 / 8
a = 3,75 m/s2
To'g'ri javob B.
2. Berdasar gambar, diketahui :
(1) percepatan benda nol
(2) benda bergerak lurus beraturan
(3) benda dalam keadaan diam
(4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya
Pernyataan benar adalah….
A. (1) dan (2) saja
B. Faqat (1) va (3)
C. (1) va (4)
D. (1), (2) dan (3) saja
E. (1), (2), (3) va (4)
Munozara
(1) percepatan benda nol
Percepatan benda nol jika resultan gaya sama dengan nol. Resultan gaya :
∑F = ma 
percepatan (a) = 0
∑F = 0 yil
F1 + F.2 - F3 = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N
(2) benda bergerak lurus beraturan
Percepatan benda nol bisa berarti benda diam atau benda bergerak lurus beraturan (benda bergerak dengan kecepatan tetap).
(3) benda dalam keadaan diam
Resultan gaya nol bisa berarti benda sedang diam.
(4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya
Berat benda bekerja pada arah vertikal, sedangkan gaya tarik bergerak pada arah horisontal. Karena bergerak pada arah horisontal maka hanya gaya-gaya pada arah horisontal yang mempengaruhi benda.
To'g'ri javob D.
3. Yon tomondagi rasmga qarang!
Jika koefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,1 dan percepatan gravitasi 10 m s-2 maka gaya yang harus diberikan pada A agar sistem bergerak ke kiri dengan percepata
n 2 m s-2 adalah ….
A. 70 N
B. 90 N
C. 150 N
D. 250 N
Sharqiy 330 N
Munozara
Ma'lumki:
A blokining massasi (m)A) = 30 kg
A blokining og'irligi (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 yoki 300 ta Nyuton
B blokining massasi (mB) = 20 kg
B blokining og'irligi (wB) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
Koefisien gesek kinetis (
) = 0,1
Percepatan sistem (a) = 2 m/s2 (arah percepatan ke kiri)
Gaya gesek kinetis (fk) = N = wA = (0,1)(300) = 30 Nyuton
Ditanya : Besar gaya F ?
Javob:
Hukum II Newton :
ΣF = ma
Sistem bergerak ke kiri
F – fk - wB = (mA +mB) a
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Nyuton
To'g'ri javob E.
4. Dua benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 6 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Mula-mula benda B ditahan kemudian dilepaskan. Jika g = 10 ms-2 maka percepatan benda B adalah…
A. 8,0 ms-2
B. 7,5 ms-2
C. 6,0 ms-2
D. 5,0 ms-2
E. 4,0 ms-2
Munozara
Ma'lumki:
mA = 2 kg, mB = 6 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = (2)(10) = 20 N
wB = (mB)(g) = (6)(10) = 60 N
Ditanya : percepatan benda B atau percepatan sistem ?
Javob:
wB > wA karenanya benda B bergerak ke bawah, benda A bergerak ke atas (sistem bergerak searah putaran jarum jam).
ΣF = ma
wB - wA = (mA +mB) a
60 – 20 = (2 + 6) a
40 = (8) a
a = 5 m/s2
To'g'ri javob D.
5. Benda bermassa dan dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti gambar. Jika m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, dan g = 10 ms-2, maka tegangan T sebesar ….
A. 10,2 N 
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
Sharqiy 20,0 N
Munozara
Ma'lumki:
m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s)2) = 10 kg m/s2 yoki 10 ta Nyuton
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s)2) = 20 kg m/s2 yoki 20 ta Nyuton
Savol: Arqonning tortish kuchi (T) nima?
Javob:
Percepatan sistem
w2 > w1 shuning uchun tizim soat yo'nalishi bo'yicha harakatlanadi (m2 pastga siljiting, m1 yuqoriga ko'taring).
Hukum II Newton :
ΣF = ma
w2 - w1 = (m1 +m2) a
20 – 10 = (1 + 2) a
10 = (3) a
a = 3,3 m/s2
Percepatan sistem adalah 3,3 m/s2.
Tegangan tali ?
m2 pastga siljiting
w2 - T2 = m2 a
20 – T2 = (2)(3,33)
20 – T2 = 6,66
T2 = 20 - 6,66
T2 = 13,3 Nyuton
m1 yuqoriga ko'tarilish
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Nyuton
Ip tarangligi (T) = 13,3 Nyuton.
To'g'ri javob B.
6. Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = 6 kg va m2 = 4 kg va shkivning massasi hisobga olinmaydi. Agar tekislik yuzasi silliq bo'lsa va g = 10 ms bo'lsa-2, maka percepatan sistem adalah….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
C. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 5,0 ms-2
Munozara
Ma'lumki:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s)2) = 60 kg m/s2 yoki 60 ta Nyuton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s)2) = 40 kg m/s2 yoki 40 ta Nyuton
So'ralgan: (a) tizimning tezlanishi?
Javob:
m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok 2.
Nyutonning ikkinchi qonunini qo'llang:
∑F = ma
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
To'g'ri javob D.
7. 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/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
Sharqiy 15 m/s2
Munozara:
Ma'lumki:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Savol: blokning tezlanishi (a)?
Javob:
Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.
Nyutonning ikkinchi qonunini qo'llang:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) a
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s2
To'g'ri javob A.
8. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Balok B mula-mula diam dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Bila g = 10 m.s-2, nilai tegangan tali T adalah…
A. 20,0 Nyuton
B. 10,0 Nyuton
C. 6,7 Nyuton
D. 3,3 Nyuton
E. 1,7 Newton
Munozara
Bu aniq :
A blokining massasi (m)A) = 2 kg
B blokining massasi (mB) = 1 kg
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Nyuton
So'ralgan : Nilai tegangan tali (T)
Javob :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Terlebih dahulu hitung percepatan sistem menggunakan rumus hukum II Newton. Balok B digantung sehingga terdapat gaya berat balok B yang menggerakan balok B ke bawah. Balok B dan balok A dihubungkan dengan tali sehingga balok B menarik balok A hingga keduanya bergerak bersama-sama. Bedanya balok B bergerak ke bawah dan balok A bergerak ke kanan. Hanya ada satu gaya yang sejajar dengan gerakan kedua balok yakni gaya berat balok B (wB). Gaya berat balok A tegak lurus arah gerakan balok A sehingga tidak diperhitungkan dalam menyelesaikan soal. Gaya tegangan tali mempunyai besar sama sepanjang tali dan arahnya berlawanan sehingga saling meniadakan.
∑F = ma
wB = (mA +mB) a
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3
Tegangan tali (T)
Tegangan tali dihitung dengan meninjau masing-masing balok secara terpisah.
Tegangan tali pada balok A
∑F = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Tegangan tali pada balok B
∑F = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Nyuton
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
To'g'ri javob C.
9. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Bila gaya gesekan antara benda A dengan bidang 2,5 Newton, sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda adalah…
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Munozara
Bu aniq :
A blokining massasi (m)A) = 2 kg
B blokining massasi (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Nyuton
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Nyuton
So'ralgan : Percepatan kedua benda (a)
Javob :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) a
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
To'g'ri javob E.
10. Perhatikan gambar! Balok A bermassa 30 kg yang diam di atas lantai licin dihubungkan dengan balok B bermassa 10 kg melalui sebuah katrol. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Percepatan sistem adalah… (g = 10 ms-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
E. 18 ms-2
Munozara
Bu aniq :
A blokining massasi (m)A) = 30 kg
B blokining massasi (mB) = 10 kg
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Nyuton
So'ralgan : Percepatan sistem (a)
Javob :
∑F = ma
wB = (mA +mB) a
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s2
To'g'ri javob A.
11. Balok A dan B masing-masing bermassa 8 kg dan 12 kg terletak di atas meja seperti pada gambar. Koefisien gesekan antara balok A dengan meja 0,3. Balok C bermassa 4 kg kemudian ditumpuk di atas balok A. Manakah pernyataan berikut yang benar?
A. Tegangan tali lebih besar dari semula, percepatan lebih kecil dari semula
B. Tegangan tali dan percepatan sistem tidak berubah
C. Tegangan tali lebih kecil dari semula, percepatan lebih besar dari semula
D. Tegangan tali lebih besar dari semula, percepatan tetap
E. Tegangan tali tetap sedangkan percepatan lebih kecil dari semula
Munozara
Ma'lumki:
A blokining massasi (m)A) = 8 kg
B blokining massasi (mB) = 12 kg
Massa balok C (mC) = 4 kg
Koefisien gesekan antara balok A dengan meja (μk) = 0,3
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
A blokining og'irligi (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s)2) = 80 kg m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (12 kg)(10 m/s)2) = 120 kg m/s2
Gaya gesek antara balok A dengan meja (fk) = μk NA = μk wA = (0,3)(80) = 24 N
Javob:
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) a
120 – 24 = (8 + 12) a
96 = (20) a
a = 96 / 20
a = 4,8 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) a
120 – T = (12) 4,8 yil
120 – T = 57,6
T = 120 – 57,6
T = 20 000 Nyuton
Balok C bermassa 4 kg kemudian ditumpuk di atas balok A.
Percepatan sistem :
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB +mC) a
120 – 24 = (8+12+4) a
96 = (24) a
a = 96 / 24
a = 4 m/s2
Tegangan tali :
Tinjau salah satu benda, misalnya B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) a
120 – T = (12) 4 yil
120 – T = 48
T = 120 – 48
T = 20 000 Nyuton
To'g'ri javob A.
12. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Balok B mula-mula diam dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Bila g = 10 m.s-2, nilai tegangan tali T adalah…
A. 20,0 Nyuton
B. 10,0 Nyuton
C. 6,7 Nyuton
D. 3,3 Nyuton
E. 1,7 Newton
Munozara
Bu aniq :
A blokining massasi (m)A) = 2 kg
B blokining massasi (mB) = 1 kg
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Nyuton
So'ralgan : Nilai tegangan tali (T)
Javob :
Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.
Percepatan sistem (a)
Terlebih dahulu hitung tezlanish tizim formuladan foydalanib Nyutonning ikkinchi qonuni. Balok B digantung sehingga terdapat gaya berat balok B yang menggerakan balok B ke bawah. Balok B dan balok A dihubungkan dengan tali sehingga balok B menarik balok A hingga keduanya bergerak bersama-sama. Bedanya balok B bergerak ke bawah dan balok A bergerak ke kanan. Hanya ada satu gaya yang sejajar dengan gerakan kedua balok yakni gaya berat balok B (wB). Gravitatsiya balok A tegak lurus arah gerakan balok A sehingga tidak diperhitungkan dalam menyelesaikan soal. Gaya tegangan tali mempunyai besar sama sepanjang tali dan arahnya berlawanan sehingga saling meniadakan.
∑F = ma
wB = (mA +mB) a
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3
Tegangan tali (T)
Tegangan tali dihitung dengan meninjau masing-masing balok secara terpisah.
Tegangan tali pada balok A
∑F = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Tegangan tali pada balok B
∑F = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Nyuton
Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton
To'g'ri javob C.
13. Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Bila gaya gesekan antara benda A dengan bidang 2,5 Newton, sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda adalah…
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Munozara
Bu aniq :
A blokining massasi (m)A) = 2 kg
B blokining massasi (mB) = 1 kg
Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = 2,5 Nyuton
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (1)(10) = 10 Nyuton
So'ralgan : Percepatan kedua benda (a)
Javob :
Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum II Newton.
∑F = ma
wB - fges = (mA +mB) a
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
To'g'ri javob E.
14. 
Perhatikan gambar! Balok A bermassa 30 kg yang diam di atas lantai licin dihubungkan dengan balok B bermassa 10 kg melalui sebuah katrol. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Percepatan sistem adalah… (g = 10 ms-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
E. 18 ms-2
Munozara
Bu aniq :
A blokining massasi (m)A) = 30 kg
B blokining massasi (mB) = 10 kg
Gravitatsiya tufayli tezlanish (g) = 10 m/s2
B blokining og'irligi (wB) = mB g = (10)(10) = 100 Nyuton
So'ralgan : Percepatan sistem (a)
Javob :
∑F = ma
wB = (mA +mB) a
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s2
To'g'ri javob A.
Savol manbasi:
O'rta maktab/kasb-hunar maktabi uchun fizika fanidan milliy imtihon savollari
