FISIKA GASING (GERAK)

1 @ surya instituteBuku PesertaSEMUA untuk FisikaProf. Yohanes Surya Ph.D2 @ surya instituteKata PengantarSelama ini fisika dianggap pelajaran yang sulit dan menakutkan. Para siswabaik SMP maupun SMA menganggap bahwa fisika itu hanya untuk orangpintar.Untuk mengubah paradigma fisika itu sulit ini harus diadakan suatukampanye Fisika Gasing (Gampang Asyik menyenangkan) secara nasional.Modul (buku) yang para pembaca pegang ini adalah buku yang disiapkanuntuk membantu kampanye Fisika Gasing ini.Buku ini berisi soal-soal latihan Fisika (khususnya mekanika) dari mulai gerak,gaya, tekanan, dan usaha-energi. Soal-soal dalam buku ini dapat diselesaikandengan menggunakan logika yang dilandasi oleh pengetahuan Fisika.Untuk melakukan kampanye fisika gasing, penulis merencanakan langkahlangkahsebagai berikut:1. Penulis dan rekan-rekan di Surya Institute akan melatih kelompok Ayang terdiri 20 orang (guru, dosen, mahasiswa ataupun pelajar) di tiapkotamadya/kabupaten di seluruh Indonesia.2. Tiap orang dikelompok A ini wajib melatih kelompok B yang masingmasingterdiri dari 5 orang.3. Tiap orang di kelompok B wajib melatih minimal 3 orang (namakankelompok C)4. Tiap orang di kelompok C wajib melatih minimal 3 orang (namakan inikelompok D)5. Dst...Tiap orang dikatakan lulus pelatihan kalau sudah mampu mengerjakan semuasoal dalam buku ini secara BENAR. Semua pelatihan harus diberikan secaragratis.Melalui kampanye fisika gasing ini diharapkan wajah fisika di Indonesia dapatberubah, dari yang menakutkan menjadi gasing (gampang, asyik,menyenangkan)Buku ini dapat juga dipakai untuk persiapan Ujian Nasional. Buku ini ataubagian-bagian didalamnya boleh difotokopi untuk keperluan penyebaran fisikagasing tetapi tidak boleh untuk tujuan komersial.Penulis3 @ surya instituteGerak Lurus BeraturanA. Satu obyek1. Drilla)b)c)d)e)3 m/det5 detikJarak = ------2 m/det3 detikJarak = ------4 m/det2 detikJarak = ------7 m/det2 detikJarak = ------20 km/jam3 jamJarak = ------4 @ surya institutef)g)h)h)3 m/det.. detikJarak = 18 m2 m/det… detJarak = 8 m… m/det2 detikJarak = 20 m… m/det2 detikJarak = 10 m5 @ surya institute2. Soal Ceritaa) Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 10 m/det. Hitung jarak yang ditempuh setelah 5detik?Cara menjawab:1. usahakan mendapat hasil seperti soal drill.2. Setelah mendapat jawabnya baru tuliskan hasilnya dalam bentuk berikut:kecepatan 10 m/det artinya dalam waktu 1 detik mobil menempuh jarak 10 mDalam waktu 5 detik mobil menempuh jarak 5 x 10 = 50 mb) Sebuah sepeda bergerak dengan kecepatan tetap 5 m/detik. Hitung jarak yang ditempuhsetelah 3 detik.Jawab:Kecepatan sepeda 5 m/det artinya ...............................................................Dalam waktu 3 det, sepeda menempuh jarak ........................c) Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 15 m/detik. Hitung jarak yang ditempuhsetelah 4 detik.Jawab:d) Sebuah pesawat terbang dengan kecepatan 300 m/det. Hitung jarak yang ditempuh dalamwaktu 10 detik.Jawab:6 @ surya institutee) Sebuah perahu bergerak dengan kecepatan 30 km/jam. Hitung jarak yang ditempuh perahudalam waktu 3 jam.Jawab:f) Sebuah motor bergerak dengan kecepatan V meter/detik. Hitung jarak yang ditempuhdalam waktu t detik.Jawab:g) Sebuah sepeda bergerak dengan kecepatan 2 meter/detik. Hitung waktu yang diperlukanuntuk menempuh jarak 10 meter.kecepatan 2 m/det artinya dalam waktu 1 detik sepeda menempuh jarak 2mUntuk menempuh jarak 10 meter, sepeda membutuhkan waktu 10/2 = 5 detikh) Sebuah motor bergerak dengan kecepatan 10 meter/detik. Hitung waktu yang diperlukanuntuk menempuh jarak 60 meter.i) Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 15 meter/detik. Hitung waktu yang diperlukanuntuk menempuh jarak 150 meter.7 @ surya instituteB. Dua Obyek1. Drilla)b)c)d)A B3 m/det 4 m/det28 mA B2 m/det 2 m/det16 mA B5 m/det 2 m/det21 mKapan …. detikDimana? ….. meter dari AB3 m/det 2 m/det25 mKapan?..... detikDimana? ..... meter dari AAKapan …. detikDimana? ….. meter dari AKapan …. detikDimana? ….. meter dari A8 @ surya institutee)f)g)h)A B5 m/det 4 m/det5 mKapan?..... detikDimana? ..... meter dari AA B3 m/det 1 m/det4 mKapan?..... detikDimana? ..... meter dari AA B6 m/det 2 m/det24 mKapan?..... detikDimana? ..... meter dari AA B2 m/det 4 m/det9 mKapan?..... detikDimana? ..... meter dari A9 @ surya institutei)j)k)l)A B5 m/det 4 m/det5 mB berangkat 2 detik lebih duluKapan?..... detik sejak B berangkatDimana? ..... meter dari A semulaA B7 m/det 4 m/det9 mB berangkat 3 detik lebih duluKapan?..... detik sejak B berangkatDimana? ..... meter dari A semulaA B6 m/det 4 m/det34 mA berangkat 4 detik lebih duluKapan?..... detik sejak B berangkatDimana? ..... meter dari A semulaA B5 m/det 4 m/det16 mA berangkat 2 detik lebih duluKapan?..... detik sejak A berangkatDimana? ..... meter dari A semula10 @ surya instituteSOAL CERITA1. (contoh) Dua sepeda A dan B bergerak berhadapan masing-masingdengan kecepatan 4 m/det dan 3 m/det. Kedua sepeda terpisah padajarak 35 meter. a) Hitung kapan kedua sepeda akan berpapasan? b)Dimana?Cara menjawab: Pertama kerjakan dulu dan dapatkan hasilnya seperti soalDrilla) Sepeda A: Kecepatan 4 m/det artinya dalam waktu 1 det sepeda telahmenempuh jarak 4 mSepeda B: kecepatan 3 m/det artinya dalam waktu 1 det sepeda B telah menempuhjarak 3 m.Kedua sepeda saling mendekat, shg tiap detik jarak mereka bertambah dekat 3+ 4 = 7 m.Karena jarak kedua sepeda mula-mula 35 m, kedua sepeda berpapasan setelah 35/7 = 5 det.b) Sepeda A; karena kecepatannya 4 m/det maka untuk waktu 5 detik jarak yangditemupuh 5 x 4 = 20 m.Jadi kedua sepeda bertemu pada jarak 20 m dari posisi A semula.2. Dua kuda A dan B berlari berhadapan masing-masing dengankecepatan 8 m/det dan 4 m/det. Kedua kuda terpisah pada jarak 36meter. Hitung kapan dan dimana kedua kuda akan berpapasan?Jawab:3. Dua semut P dan Q berjalan lurus berhadapan masing-masingdengan kecepatan 4 cm/det dan 5 m/det. Kedua semut awalnyaterpisah pada jarak 180 cm. Hitung kapan dan dimana keduasemut akan berpapasan?Jawab:11 @ surya institute.4. Dua anak kecil Ali dan Tuti berlari lurus saling berhadapan masingmasingdengan kecepatan 3 m/det dan 2 m/det. Kedua anak ituawalnya terpisah pada jarak 50 m. Hitung kapan dan dimana Alidan Tuti akan berpapasan?Jawab:.5. (contoh) Ali berada 20 meter dibelakang Tony. Tony berlari dengankecepatan 3 m/det, Ali mengejar dengan kecepatan 5 m/det. a) Hitungsetelah berapa detik Ali mampu mengejar Tony. b) Setelah Ali berlariberapa meter, Ali mampu mengejar Tony?Jawab:a)Ali : Kecepatan 5 m/det artinya 1 detik Ali menempuh jarak 5 mTony : kecepatan 3 m/det artinya 1 detik Tony menempuh jarak 3 m.Ali mengejar Tony, jarak keduanya bertambah dekat, shg tiap detik jarak merekabertambah dekat 5- 3= 2 m.Karena jarak keduanya mula-mula 20 m, Ali mampu mengejar Tony setelah 20/2=10 det.b)Ali: Karena kecepatannya 5 m/det maka dalam 10 detik Ali menempuh jarak 10 x 5 = 50m. Jadi Ali mampu mengejar Tony setelah ia berlari 50 mTernyata Fisika benerbenergasing ...12 @ surya institute6. Seekor anjing mengejar kucing. Kecepatan anjing 10 m/det, kucing 8m/det. Jarak keduanya 10 meter. Setelah berapa detik anjingmampu mengejar kucing jika gerakan keduanya adalah gerak lurus.Setelah berlari berapa meter anjing akan mampu mengejar kucing?.7. Mobil polisi mengejar motor pencuri di sebuah jalan yang lurus.Motor pencuri bergerak dengan kecepatan 20 m/det. Mobil polisi 25m/det. Jarak keduanya mula-mula 100 meter. Setelah berapa detikPolisi mampu mengejar pencuri? Setelah berlari berapa meterpencuri berlari, ia dapat dikejar oleh polisi?8. (Contoh) Seorang pencuri berada pada jarak 30 m dari polisi. Melihatpolisi, pencuri berlari dengan kecepatan 5 m/det. Setelah 2 detik, polisisegera mengejar dengan kecepatan 7 m/det. Setelah berapa detikpencuri itu akan tertangkap? Setelah berlari berapa jauh polisi mampumengejar pencuri itu? (anggap tidak ada percepatan)Jawab: a)Pencuri: Kecepatannya 5 m/det artinya dalam 1 detik pencuri menempuh jarak5 m .Dalam 2 detik pencuri telah menempuh jarak 2 x 5 = 10 meter.Jadi jarak pencuri dengan polisi ketika polisi mulai mengejar adalah 10 + 30 = 40 m13 @ surya institutePosisi pencuri saat dikejar oleh polisi adalahPolisi mengejar dengan 7 m/det artinya 1 detik Polisi menempuh jarak 7 m.Polisi mengejar pencuri, , shg tiap detik jarak mereka bertambah dekat 7- 5= 2 m.Karena jarak keduanya mula-mula 40 m, Polisi mampu mengejar Pencuri setelah40/2=20 det.b)Dalam 20 detik Polisi menempuh jarak 20 x 7 = 140 m.Jadi Polisi mampu mengejar Pencuri setelah ia berlari 140 m9. Seorang polisi melihat seorang pencuri pada jarak 20 meter. Pencuriyang mengetahui sedang diamati polisi, segera berlari dengan kecepatan6 m/det. Setelah 3 detik, polisi segera mengejar dengan kecepatan 7m/det. Setelah berapa detik pencuri itu akan tertangkap? Setelah berlariberapa jauh polisi mampu mengejar pencuri itu? (anggap tidak adapercepatan).Jawab: a)A B7 m/det 5 m/det40 m14 @ surya institute10. Seekor singa melihat seekor kijang dari jarak 99 meter. Kijang yangmengetahui sedang diamati singa, segera berlari dengan kecepatan 17m/det. Melihat kijang berlari, 3 detik kemudian, singa mulai mengejardengan kecepatan 20 m/det. Setelah berapa detik, Kijang dapat dikejarsinga? Setelah berlari berapa meter, singa dapat mengejar Kijang?(anggap tidak ada percepatan).Jawab: a)b)FISIKA itu emang ngGAk puSING...15 @ surya instituteGERAK LURUS BERUBAH BERATURANA. Kecepatan dan percepatan1. DRILLa.b.c.d.2 m/det23 detikKecepatan = ------4 m/det22 detikKecepatan = ------2 m/det23 detikKecepatan = ------4 m/det3 m/det22 detik Kecepatan = ------7 m/det16 @ surya institutee.f.g.h.i.2 m/det2.. detikKecepatan = 10 m/det.. m/det24 detikKecepatan = 12 m/det2 m/det2.. detikKecepatan = 20 m/det4 m/det.. m/det23 detik Kecepatan = 16 m/det7 m/det3 m/det23 detik Kecepatan = 21 m/det.. m/det17 @ surya institute2. Soal Ceritaa. (contoh) seorang anak mengayuh sepeda dari keadaan bergerak. Mula-mulasepeda bergerak dengan kecepatan v0 = 10 m/det. Sepeda dipercepat denganpercepatan a = 2 m/det2 . Hitung berapa kecepatan sepeda itu setelah t = 4detik?Cara menjawab:Percepatan 2 m/det2 artinya tiap detik kecepatan sepeda bertambah 2 m/det.Dalam waktu 4 det perubahan kecepatannya adalah 2x4 = 8 m/detKarena mula-mula sepeda bergerak dengan kecepatan 10 m/det maka kecepatansepeda sekarang adalah 10 + 8 = 18 m/det.b. Seekor menjangan di kejar oleh singa. Menjangan ini berlari dipercepatdengan percepatan 3 m/det2 hitunglah kecepatannya setelah 6 detik.Jawab:c) Seorang sedang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 10m/det. Tiba-tiba ia dikejutkan oleh suara ledakan di gedungdisampingnya. Ia segera mempercepat sepeda motornya. Dalam waktu 4detik kecepatannya sudah mencapai 18 m/det. Hitung percepatansepeda motor itu.Jawab:18 @ surya instituted. Seekor kelinci sedang berlari dengan kecepatan 2 m/det. Tiba-tibaseekor serigala mengejar kelinci. Kelinci mempercepat sehinggakecepatannya menjadi 6 m/det dalam waktu 4 detik. Hitungpercepatan kelinci tersebut!e. Sebuah perahu motor sedang bergerak dengan kecepatan tertentu.Perahu ini kemudian dipercepat dengan percepatan 0,5 m/det2 selama 4 detik.Ternyata kecepatan perahu motor itu sekarang menjadi 8 m/det. Hitungkecepatan awal perahu itu.Jawab:f. Masinis sebuah kereta api mempercepat kereta api dengan percepatan 2m/det2. Dalam waktu 5 detik kecepatan kereta api menjadi 16 m/det.Hitung berapa kecepatan awal dari kereta api ini?Jawab:g. Sebuah mobil bergerak dipercepat dengan percepatan 3 m/det2.Kecepatan mobil berubah dari 10 m/det menjadi 19 m/det. Hitung berapadetik mobil itu dipercepat?Jawabh. Amir mengendarai sepeda motor dipercepat dengan percepatan 4 m/det2.Kecepatan sepeda motor berubah dari 5 m/det menjadi 17 m/det. Hitungberapa lama sepeda motor ini dipercepat!Jawab19 @ surya instituteB. Jarak dan Percepatan1. Drilla.b.c.d.2 m/det4 detJarak = ........ m4 m/det5 m/det6 detJarak = ........ m10 m/det2 m/det3 detJarak = ........ m10 m/det0 m/det5 detJarak = ........ m10 m/det20 @ surya institutee.f.g.h.0 m/det5 detJarak = ........ m..... m/det2 m/det25 m/det4 detJarak = ........ m..... m/det3 m/det20 m/det3 detJarak = ........ m..... m/det10 m/det24 m/det2 detJarak = ........ m..... m/det3 m/det221 @ surya institutei.j.k.l.m.0 m/det.... detJarak = ........ m12 m/det2 m/det20 m/det4 detJarak = ........ m12 m/det.... m/det20 m/det10 detJarak = 120 m.... m/det... m/det25 m/det2 detJarak = 60 m.... m/det... m/det222 @ surya instituten.o.p.q.5 m/det.... detJarak = 50 m15 m/det... m/det20 m/det... detJarak = 100 m20 m/det... m/det210 m/det 5 detJarak = ..... m0 m/det...... m/det28 m/det .... detJarak = ..... m4 m/det2 m/det28 m/det 3 detJarak = ..... m... m/det2 m/det223 @ surya instituter. s.t. u.10 m/det230 m/detTinggi maks = .....10 m/det250 m/detTinggi maks = .....10 m/det2..... m/detTinggi maks = 80 meter10 m/det2... m/detTinggi maks = 180 meter24 @ surya institutew.v.x. y.10 m/det230 m/detTinggi = .....10 m/det10 m/det250 m/detTinggi = .....20 m/det10 m/det20 m/detJarak = .... meter2 det 10 m/det210 m/detJarak = .... meter3 det25 @ surya institute2. SOAL CERITAa) (contoh) Sebuah sepeda bergerak dengan kecepatan 3 m/det. Sepeda inikemudian dipercepat dan dalam waktu 4 detik, kecepatannya menjadi 6 m/det.Hitung jarak yang ditempuh sepeda itu.Cara menjawab:Kalau sepeda itu bergerak dengan 3 m/det teruuss, jarak yang ditempuh dalamwaktu 4 detik adalah 4x3 = 12 meter (nilai 2 point)Kalau sepeda itu bergerak dengan 6 m/det teruuss, jarak yang ditempuh dalamwaktu 4 detik adalah 4x6 = 24 meter (nilai 2 point)Karena kecepatan sepeda naik secara teratur dari 3 m/det ke 6 m/det maka jarakyang ditempuh sepeda adalah tengah-tengah dari 12 m dan 24 m yaitu (12 +24)/2 = 18 meter. (nilai 6 point)b) Sebuah mobil bergerak mula-mula dengan kecepatan 10 m/det. Mobilkemudian dipercepat dan dalam waktu 10 detik kecepatannya menjadi 20m/det. Hitung berapa jarak yang ditempuh mobil itu untuk mencapaikecepatan ini.26 @ surya institutec. Sebuah sepeda motor bergerak dipercepat dengan percepatan 2 m/det2.Hitung jarak yang ditempuh sepeda motor selama 4 detik jika kecepatanawalnya adalah 10 m/det.Jawab:d) Sebuah pesawat terbang dipercepatan dengan percepatan 10 m/det2.Hitung jarak yang ditempuh pesawat itu selama 10 detik. Jika kecepatanawalnya 30 m/det.e. Sebuah mobil dipercepat dari keadaan diam. Mobil itu menempuh jarak 100meter dalam waktu 5 detik. Hitung kecepatan mobil sekarang.Jawabf. Seekor badak lari dipercepat dari keadaan diam. Badak itu menempuh jarak200 meter dalam waktu 20 detik. Hitung kecepatan badak sekarang.g) Sebuah batu dilepas dan bergerak dipercepat dengan percepatan 10 m/det2..Hitung jarak yang ditempuh oleh batu itu setelah 4 detik.h) Sebuah batu dilempar keatas dengan kecepatan awal 30 m/det. Hitungtinggi maksimum yang dicapai batu itu?Jawab:27 @ surya institutei) Sebuah peluru ditembakan ke atas dengan kecepatan awal 50 m/det.Hitung tinggi maksimum yang dicapai peluru itu?j) Sebuah mobil sedang bergerak dengan kecepatan 20 m/det. Tiba-tiba mobildirem dan diperlambat dengan perlambatan 4 m/det2. Hitung jarak yangditempuh mobil sampai ia berhenti.Jawab:k) Sebuah sepeda sedang bergerak dengan kecepatan 10 m/det. Sepeda diremdan diperlambat dengan perlambatan 2 m/det2 . Hitung jarak yang ditempuhsepeda itu sampai kecepatannya menjadi 6 m/det.l) Sebuah pesawat mendarat dengan kecepatan 50 m/det. Pesawat inidirem dan berhenti setelah menempuh jarak 500 meter. Hitung berapalama waktu yang dibutuhkan oleh pesawat ini untuk berhenti!Jawab:28 @ surya instituteGAYA1. DRILLa)b)c)d)1 kg2 m/det2.... N3 kg1 m/det2.... N1 kg1N/kg = 1 m/det21 N3 kg2 m/det2.... N1 kg... m/det25 N29 @ surya institutee)f)g)h)i).. kg1 m/det26 N... kg2 m/det28 N5 kg.. m/det215 N1 kg.... m/det26 N 10 N1 kg2 m/det22 N .... N30 @ surya institutej)k)l)m)n).. kg2 m/det25 N 13 N4 kg3 m/det2.... N 25 N4 kg... m/det24 N 20 N3 kg 2 kg 10 NT = ... N... m/det24 kg 6kg50 NT = ... N... m/det231 @ surya instituteo)p)q)r s)4 kg 2 kg18 NT = ... N... m/det21 kg 4kg... m/det2... N2 kg 3kg... m/det2... N3 kg 2 kg 50 NT = ... N... m/det210 N4 kg 1 kg 50 NT = ... N2 m/det2... N32 @ surya institutet)u)v) w)z) aaab) ac)..kg 7kg4 m/det2... N2 kg ..kg... m/det232 N.. kg ...kg4 m/det242 N2kg... m/det23 kg.. N1kg... m/det24 kg.. N4kg8 m/det2.. kg.. N6kg.. m/det2.. kg48 N6 kg 4kg... m/det2... N33 @ surya institute2. SOAL CERITAa) Sebuah kotak massanya 3 kg ditarik oleh suatu gaya sehingga kotak itubergerak dipercepat dengan percepatan 3 m/det2 . Hitung besar gaya yangdiberikan ?Jawab:a = 3 m/det2 ( = 3 N/kg) menunjukan bahwa kalau m = 1 kg, F = 3 N.Karena m = 3 kg maka F = 3 x 3 = 9 N.b) Sebuah kereta massanya 4 kg. Ditarik oleh kuda sehingga kereta itubergerak dipercepat dengan percepatan 2 m/det2 . hitung berapa besar gayayang diberikan oleh kuda tersebut?c) (contoh) Sebuah meja mempunyai gaya gesekan (gaya hambat) sebesar4 N. Meja itu ditarik dengan gaya 10 N. Hitung percepatan meja jikamassa meja itu 3 kg.d) Sebuah lemari massanya 50 kg. Gaya gesekan pada lantai sebesar 100N. Berapa gaya yang diberikan pada lemari itu agar lemari itu bergerakdipercepat dengan percepatan 2 m/det2.34 @ surya institutee) Sebuah batu besar ditarik oleh 2 orang dengan masing-masingdengan gaya 100 N. Kedua gaya searah. Massa batu 50 kg. Hitungberapa besar percepatan batu itu?f) Dua benda masing-masing massanya 3 kg dan 2 kg ditarik oleh seutas talidengan gaya 10 N. Hitung percepatan masing-masing benda. Hitung tegangantali penghubung kedua massa itu.Jawab:Disini gaya yang 10 N bekerja pada benda 5 kg.Kalau bendanya 1 kg, percepatan yang sama akan timbul jika gayanya 10/5 = 2N.Jadi percepatan benda adalah 2 N/kg atau 2 m/det2Benda 3 kg bergerak dengan percepatan 2 m/det2, berarti ada gaya yang bekerjasebesar 3 x 2 = 6 N.Gaya ini adalah gaya tegang tali. Jadi besar gaya tegang tali adalah 6 N.3 kg 2kg10 N3 kg35 @ surya instituteg) Dua balok kayu masing-masing massanya 5 kg dan 3 kg ditarik oleh seutastali dengan gaya 40 N. Hitung percepatan masing-masing balok. Hitungtegangan tali penghubung kedua balok itu.h) Sebuah batu 10 kg dijatuhkan bebas dari atas permukaan bumi. Berapabesar gaya gravitasi yang bekerja pada batu tersebut? Anggap percepatangravitasi bumi adalah 10 m/det2.Jawab:i.. (dari kisi-kisi ujian nasional) Mobil bis antarkota bermassa 10.000 kg mula‐mulabergerak di jalan lurus dengan kecepatan 30 m/s. Untuk menghindari tabrakan denganmobil lain yang lewat didepannya, supir bis menginjak rem hingga dalam waktu 20 detikbis berhenti. Berapa besar gaya rem yang bekerja pada mobil bis tersebut?36 @ surya institutej ) (contoh) Dua balok kayu masing-masing 2 dan 3 kg dihubungkan denganseutas tali lewat sebuah katrol. Hitung percepatan dan tegangan talipenghubung balok itu.Jawab:Masing-masing balok mendapat gaya gravitasi sebesar 20 N dan 30 N.Gaya total pada balok 30 – 20 = 20 N. Gaya ini bekerja pada benda 2+3 = 5 kg.Kalau bendanya 1 kg, percepatan yang sama akan timbul kalau gayanya 20/5 =4 N.Jadi Percepatan benda 4 N/kg atau 4 m/det2Kita lihat benda 2 kg.Benda ini bergerak dengan 4 m/det2 artinya benda ini dapat gaya 2 x 4 = 8 N.Pada benda ini sudah ada gaya 20 N kebawah (gaya berat), agar gaya total bendaini 8 N maka benda ini harus dapat gaya ke atas sebesar 20 + 8 = 28 NJadi tegangan tali = 28 N.2 kg 3kg30 N20 N2 kg20 N4 m/det237 @ surya institutek) Dua balok kayu dengan massa masing-masing 4 kg dan 1 kg dihubungkandengan seutas tali lewat sebuah katrol. Hitung tegangan tali dan percepatanmasing-masing balok kayu!l) Sebuah balok besi massa 9 kg, dihubungkan dengan sebuah balok kayumassa 1 kg oleh seutas tali lewat sebuah katrol. Hitung tegangan tali danpercepatan masing-masing balok!38 @ surya instituteUsaha dan EnergiPengertian usaha: (dibatasi pada usaha oleh gaya yang searah denganperpindahan dalam satu garis lurus).gaya = F = 10 N = 10 J/m menunjukkan usaha yang dibutuhkan untukmemindahkan benda sejauh 1 meter searah dengan arah gaya itu.a)b)c)d)10 m10 N Usaha = ...... joule10 m4 N Usaha = ...... joule2 m5 N Usaha = ...... joule10 m... N Usaha = 20 . joule39 @ surya institutee)f)g)h)10 m... N Usaha = 100 joule.... m10 N Usaha =50 joule.... m4 N Usaha = 20 joule.... m5 N Usaha = 40 joule40 @ surya instituteSoal Cerita:1. Seorang tukang gerobak memberi gaya sebesar 10 N disepanjanglintasan lurus sejauh 10 meter. Hitung berapa usaha yangdilakukan oleh tukang gerobak itu?JawabGaya 10 N (= 10 J/m)artinya dibutuhkan usaha sebesar 10 J untuk memindahkanbenda sejauh 1 meter.Karena benda berpindah 10 meter, maka usahanya adalah 10 x 10 = 100 joule.2. Seorang tukang gerobak memberi gaya sebesar 200 N disepanjanglintasan lurus sejauh 20 meter. Hitung berapa usaha yangdilakukan oleh tukang gerobak itu?Jawab3. Seekor kuda memberi gaya sebesar 500 N disepanjang lintasanlurus sejauh 100 meter. Hitung berapa usaha yang dilakukanoleh kuda tersebut?Jawab41 @ surya institute4. Seekor kuda memberi gaya sebesar 900 N disepanjang lintasanlurus. Usaha yang dilakukan oleh kuda tersebut 45.000 joule.Hitung berapa jauh jarak yang ditempuh kuda tersebut?Jawab5. Seorang memberi gaya pada lemari sebesar 200 N disepanjanglintasan lurus. Usaha yang dilakukan oleh orang tersebuttersebut 400 joule. Hitung berapa jauh jarak yang ditempuhlemari itu?Jawab42 @ surya instituteEnergi Kinetik:Pada 3 soal berikut ini hitung usaha yang dilakukan oleh suatu gaya sehinggakecepatan benda naik seperti yang diberikan dibawah.Kesimpulan: usaha untuk membuat benda bergerak dengan kecepatan tertentutidak tergantung waktu.Usaha yang dilakukan gaya ini sekarang dimiliki oleh benda sebagai energikinetik.Hitung berapa energi kinetik benda pada ketiga kasus diatas…………..Untuk menghitung energi kinetik cukup ambil t = 1 det.Usaha = ...... joule2kg4 m/st = 1 detUsaha = ...... joule2kg4 m/st = 2 detUsaha = ...... joule2kg4 m/st =4 det43 @ surya institutea)b)c)d)Energi kinetik = ..... joule2kg4 m/sEnergi kinetik = ..... joule4kg6 m/sEnergi kinetik = ..... joule4kg2 m/sPerubahan Energi kinetik = ..... joule4kg2 m/s 6 m/s44 @ surya instituteSoal Cerita1. Hitung energi kinetik sebuah benda yang bergerak dengankecepatan 10 m/det. Massa benda 2 kg.Jawab:Energi kinetik benda berasal dari seseorang (atau sesuatu mesin) yangmenggerakan benda itu.Usaha oleh mesin untuk menaikan kecepatan benda dari 0 menjadi 10 m/detitulah yang menjadi energi kinetik benda.Kita ambil waktu untuk mengubah kecepatan ini adalah 1 detik (kalian bolehambil berapa detik saja).Karena dalam waktu 1 detik kecepatan berubah dari 0 menjadi 10 m/det makapercepatan benda 10 m/det2 (atau 10 N/kg).Karena massa benda 2 kg maka gaya yang bekerja pada benda adalah 20 N (=10 J/m).Perpindahan benda adalah : (10 x 1 + 0 x1)/2 = 5 mJadi usahanya 20 x 5 = 100 J.Energi kinetik benda adalah 100 J.2. Hitung energi kinetik benda yang bergerak dengan kecepatan 4m/det. Massa benda 10 kg.3. Hitung perubahan energi kinetik dari benda yang bergerak dengankecepatan 4 m/det menjadi 10 m/det. Massa benda 10 kg.45 @ surya instituteEnergi potensiala)acuanEp=0 J h = 0Ep=….. J h = 10 mUsaha = ….. J2 kgacuanEp=0 J h = 0Ep=….. J h = 20 mUsaha = ….. J2 kgacuanEp=0 J h = 0Ep=….. J h = 4 mUsaha = ….. J4 kgacuanEp=0 J h = 0Ep=….. J h = 2 mUsaha = ….. J10 kg46 @ surya instituteb)10 m2 kgEp=10 JEp=….. JUsaha = ….. J 5 m5 kgEp=25 JEp=….. JUsaha = ….. J… m2 kgEp=25 JEp=….. JUsaha = 100 J .. m5 kgEp=5 JEp=….. JUsaha = 500 J47 @ surya institutec)… m2 kgEp=0 JEp= 100 JEk = … J… m5 kgEp=50 JEp= 100 JEk = … J5 m2 kgEp=0 JEp= …. JEk = … J3 m2 kgEp=… JEp= 100 JEk = … J48 @ surya instituteSoal Cerita:1. Hitung energi potensial suatu benda yang diletakkan padaketinggian 10 m dari atas lantai. Ambil acuannya diatas lantai.Massa benda 10 kg.Jawab:Untuk mencapai ketinggian 10 m pasti ada seorang yang melakukan usaha.Usaha orang itu menjadi energi potensial benda.Sekarang kita hitung usaha orang.Usaha orang adalah usaha untuk mengalahkan gaya gravitasi.Karena berat benda adalah 100 N (= 100 J/m) dan benda berpindah sejauh 10meter, maka usahanya adalah 100 x 10 = 1000 J.Jadi energi potensial benda = 1000 J.2. Hitung energi potensial benda yang terletak pada ketinggian20 meter dari atas lantai. Ambil acuannya diatas lantai. Massabenda 100 kg.3. Hitung energi potensial benda yang terletak pada ketinggian50 meter dari atas lantai. Ambil acuannya diatas lantai. Massabenda 50 kg.