Home PEMBAHASAN UN FISIKA Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Aturan Newton

Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Aturan Newton

by CerdaskanKita

– Hukum Newton. Pembahasan soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya seputar aturan Newton. Hukum Newton wacana gerak benda terdiri dari tiga, ialah aturan I Newton (hukum kelembaman), aturan II Newton, dan aturan III Newton (aksi reaksi). Berbicara seputar aturan Newton maka bersahabat kaitannya dengan gerak lurus dan sedikit gaya ibarat gaya normal, gaya gesek, dan gaya eksternal yang diberikan pada benda. Pada soal ujian nasional, ternyata ada satu atau sedikit soal yang berafiliasi dengan aturan Newton. Pada hari ini ini, edutafsi akan membagikan pembahasan sedikit soal ujian nasional wacana aturan Newton yang disusun dari soal UN tahun-tahun sebelumnya.

Soal 1 : Menentukan Percepatan Lift

Reza bermassa 40 kg berada di dalam sebuah lift yang lagi bergerak ke atas. Jika gaya lantai lift terhadap kaki Reza merupakan 520 N dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka percepatan lift tersebut merupakan ….
A. 1,0 m/s2
B. 1,5 m/s2
C. 2,0 m/s2
D. 2,5 m/s2
E. 3,0 m/s2

Pembahasan :
Dik : m = 40 kg, N = 520 N, g = 10 m/s2
Dit : a = …. ?

Untuk membahas soal ibarat ini, maka kita sanggup meninjau gaya-gaya yang bekerja dan kemana arah gerak benda. Pada soal ini, lift bergerak ke atas itu artinya Reza juga bergerak ke atas bersama dengan lift tersebut. Dengan demikian, gerak yang kita tinjau merupakan gerak dalam arah vertikal, maka tinjau gaya-gaya yang bekerja dalam arah vertikal.

Jika diuraikan, maka pada masalah ini terdapat dua gaya yang bekerja, ialah gaya berat dan gaya lantai lift terhadap kaki Reza. Gaya berat bekerja ke arah bawah lagikan gaya lantai terhadap kaki Reza (disimbolkan dengan N) arahnya ke atas tegak lurus tehadap permukaan lantai lift.

Itu artinya, gaya berat dan gaya N bekerja dalam arah yang berlawanan. Karena lift bergerak ke atas, maka gaya yang searah gerak merupakan N lagikan gaya berat W berlawanan arah gerak. Dengan demikian, resultan gaya yang bekerja merupakan :
⇒ ∑F = N – W
⇒ ∑F = 520 – m.g
⇒ ∑F = 520 – 40(10)
⇒ ∑F = 520 – 400
⇒ ∑F = 120 N

Baca Juga:   Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

Selanjutnya, lantaran lift bergerak dan ada percepatan, maka pada masalah ini berlaku aturan II Newton. Menurut aturan II Newton, resultan gaya yang bekerja sama dengan hasil kali massa dan percepatan. Sesampai kemudian diperoleh:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 120 = 40 . a
⇒ a = 120/40
⇒ a = 3 m/s2

Penyelesaian ringkas:
⇒ a = ∑F/m
⇒ a = (N – W)/m
⇒ a = (520 – 400)/40
⇒ a = 3 m/s2

Jadi, percepatan lift tersebut merupakan 3 m/s2.

Jawaban : E

Soal 2 : Percepatan Lift ketika Turun

Seorang laki-laki yang berada di dalam sebuah lift bangun di atas sebuah timbangan badan. Sebelum lift bergerak, timbangan tersebut mengatakan angka 60 kg, namun ketika lift bergerak ke bawah, timbangan mengatakan angka 57 kg. Jika percepatan gravitasi di kawasan itu 10 m/s2, maka besar percepatan lift ketika turun merupakan ….
A. 1,0 m/s2
B. 0,8 m/s2
C. 0,6 m/s2
D. 0,5 m/s2
E. 0,3 m/s2

Pembahasan :
Dik : m = 60 kg, m’ = 57 kg, g = 10 m/s2
Dit : a = …. ?

Soal ini sebetulnya sama dengan soal nomor satu hanya saja arah geraknya berbeda. Pada soal nomor satu, lift bergerak ke atas lagikan pada soal ini lift bergerak ke bawah. Kemudian, pada masalah ini juga terlihat suatu fenomena dimana angka yang ditunjukkan oleh timbangan berubah ketika lift bergerak ke bawah.

Karena lift bergerak ke bawah (arah vertikal), maka kita tinjau gaya-gaya yang bekerja dalam arah vertikal. Jika diuraikan, maka gaya yang bekera pada arah vertikal ada dua gaya, ialah gaya berat yang arahnya ke bawah dan gaya normal yang arahnya ke atas.

Karena lift bergerak ke bawah dan gaya yang searah dengan lift merupakan gaya berat, maka resultan gaya yang bekerja merupakan:
⇒ ∑F = W – N
⇒ ∑F = m.g – m’.g
⇒ ∑F = 60(10) – 57(10)
⇒ ∑F = 600 – 570
⇒ ∑F = 30 N

Karena lift mula-mula membisu dan kemudian bergerak ke bawah, maka ada percepatan sesampai kemudian pada masalah ini juga berlaku aturan II Newton. Berdasarkan aturan II Newton, maka berlaku:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 30 = 60 . a
⇒ a = 30/60
⇒ a = 0,5 m/s2

Penyelesaian ringkas:
⇒ a = ∑F/m
⇒ a = (W – N)/m
⇒ a = (W – W’)/m
⇒ a = (600 – 570)/60
⇒ a = 0,5 m/s2

Jadi, percepatan lift tersebut ketika turun merupakan 0,5 m/s2.

Jawaban : D

Soal 3 : Menentukan Kecepatan Benda

Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian benda diberi gaya sebesar 12 N sesampai kemudian benda tersebut berpindah sejauh 6 m. Kecepatan gerak benda merupakan ….
A. 4 m/s
B. 6 m/s
C. 18 m/s
D. 36 m/s
E. 38 m/s

Baca Juga:   Pembahasan Soal Un Fisika Ihwal Impuls Gaya

Pembahasan :
Dik : m = 4 kg, vo = 0, F = 12 N, s = 6 m
Dit : v = …. ?

Soal ibarat ini sebetulnya tak hanya melibatkan konsep aturan Newton tenamun juga konsep gerak lurus berubah beraturan, sesampai kemudian murid perlu memahami kembali bagaimana konsep GLBB. Sebagaimana yang disebutkan dalam soal, benda mula-mula membisu (artinya kecepatan awalnya nol), kemudian lantaran diberi gaya benda berpindah (itu artinya benda bergerak dan terdapat kecepatan).

Ketika sebuah benda yang mula-mula membisu kemudian bergerak dengan kecepatan tertentu, itu berarti benda tersebut mengalami suatu percepatan. Percepatan itu muncul lantaran benda diberikan gaya yang mengakibatkan benda berpindah. Dalam masalah ini, gerak bendanya merupakan dalam arah horizontal sesampai kemudian gaya yang ditinjau merupakan gaya-gaya yang bekerja pada arah horizontal.

Gaya yang bekerja dalam arah horizontal pada soal ini hanyalah gaya F yang mengakibatkan benda bergerak. Karena benda bergerak dan mengalami percepatan, maka berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 12 = 4 . a
⇒ a = 12/4
⇒ a = 3 m/s2.

Dari hasil perhitungan di atas, diketahui bahwa benda mengalami percepatan sebesar 3 m/s2. Nilai ini sanggup kita manfaatkan untuk menentuan kecepatan benda. Untuk mengetahui kecepatan tersebut, maka digunakanlah konsep gerak lurus berubah beraturan.

Berdasarkan konsep GLBB, hubungan kecepatan dan percepatan merupakan sebagai berikut:
⇒ v2 = vo2 + 2as
⇒ v2 = 02 + 2(3)(6)
⇒ v2 = 36
⇒ v = √36
⇒ v = 6 m/s

Penyelesaian ringkas :
⇒ v = √2as
⇒ v = √2 . (∑F/m) . s
⇒ v = √2 (12/4) (6)
⇒ v = √36
⇒ v = 6 m/s

Jadi, kecepatan benda sehabis diberi gaya merupakan 6 m/s.

Jawaban : B

Soal 4 : Menentukan Besar Gaya Gesekan

Sebuah kendaraan bermassa 1000 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Kemudian pada kendaraan diberikan gaya gesek sesampai kemudian sehabis 10 sekon kendaraan tersebut berhenti. Besar gaya gesek yang diberikan merupakan ….
A. 500 N
B. 1000 N
C. 1500 N
D. 2000 N
E. 4000 N

Pembahasan :
Dik : m = 1000 kg, vo = 15 m/s, v = 0, t = 10 s
Dit : fg = …. ?

Karena kendaraan bergerak dalam arah horizontal, maka gaya yang ditinjau merupakan gaya yang bekerja pada arah horizontal. Jika diuraikan, pada masalah ini terdapat sebuah gaya yang bekerja berlawanan arah dengan arah gerak, ialah gaya gesekan. Karena kendaraan diperlambat hingga kemudian berhenti, berarti ada percepatan sesampai kemudian berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ fg = 1000 a

Baca Juga:   Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Elastisitas Pegas

Karena percepatan (perlambatannya) tak diketahui, maka dicari dahulu percepatannya memakai konsep gerak lurus berubah beraturan yang diperlambat. Berdasarkan konsep GLBB yang diperlambat, berlaku persamaan sebagai berikut:
⇒ v = vo – a.t
⇒ 0 = 15 – a(10)
⇒ 10a = 15
⇒ a = 15/10
⇒ a = 1,5 m/s2

Substitusi nilai a ke persmaan gaya gesek, maka diperoleh:
⇒ fg = 1000 a
⇒ fg = 1000 (1,5)
⇒ fg = 1500 N

Penyelesaian ringkas :
⇒ fg = m . a
⇒ fg = m . (vo/t)
⇒ fg = 1000 (15/10)
⇒ fg = 1500 N

Kaprikornus gaya goresan yang diberikan pada kendaraan tersebut merupakan 1500 N.

Jawaban : C

Soal 5 : Menentukan Besar Gaya Normal

Perhatikan gambar di bawah ini!

 Pembahasan soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG HUKUM NEWTON

Jika massa balok 3 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka besar gaya normal yang dialami oleh balok tersebut merupakan ….
A. 27 N
B 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N

Pembahasan :
Dik : m = 3 kg, g = 10 m/s2, F1 = 5 N, F2 = 8 N
Dit : N = …. ?

Sebagaimana terlihat pada gambar, terdapat dua buah gaya yang bekerja dalam arah berlawanan ialah F1 dan F2. Tenamun selain kedua gaya itu masih ada sebuah gaya lagi yang arahnya searah dengan gaya F1 (ke bawah) ialah gaya berat W dan sebuah gaya yang searah dengan gaya F2 (ke atas), ialah gaya normal N.

 Pembahasan soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG HUKUM NEWTON

Karena pada soal tak disebutkan benda bergerak, maka kita asumsikan bahwa benda tetap diam. Karena benda diam, maka berlaku aturan I Newton dimana resultan gaya yang bekera sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan berikut:
⇒ ∑F = 0
⇒ W + F1 – F2 – N = 0
⇒ N = W + F1 – F2
⇒ N = m.g + F1 – F2
⇒ N = 3(10) + 5 – 8
⇒ N = 30 + 5 – 8
⇒ N = 27 N

Penyelesaian ringkas :
⇒ N + F2 = W + F1
⇒ N = W + F1 – F2
⇒ N = 30 + 5 – 8
⇒ N = 27 N

Jadi, gaya normal yang dialami oleh balok tersebut merupakan 27 N.

Jawaban : A

Demikianlah pembahasan lima soal ujian nasional fisika wacana aturan Newton. Sebenarnya, penggunaan konsep aturan Newton juga masih ada pada topik katrol ataupun bidang miring, namun untuk katrol dan bidang miring akan dibahas pada pembaahsan berikutnya. Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman anda melalui tombol share di bawah ini.

You may also like