Contoh Soal Hukum Newton
Contoh Soal Hukum Newton - Sebelum memasuki topik ini kita harus memahami konsep tentang gaya, pengertian gaya, pengukuran gaya, dan aplikasi gaya pada kehidupan sehari-hari. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan sebuah benda berpindah tempat atau berubah bentuk. Gaya merupakan besaran vektor karena memiliki besar dan arah. Kita juga telah megetahui macam-macam gaya seperti gaya gravitasi, gaya gesek, gaya normal, gaya sentripetal, dan lain-lain. Mari kita bahas satu per satu.
1. Gaya gravitasi
Gaya gravitasi adalah gaya yang arahnya menuju ke bumi karena pengaruh gravitasi bumi. Muncullah gaya berat yaitu gaya yang timbul karena gaya gravitasi. W = mg
W = gaya berat (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi ( 9,8 m/s2)
Gaya gravitasi adalah gaya yang arahnya menuju ke bumi karena pengaruh gravitasi bumi. Muncullah gaya berat yaitu gaya yang timbul karena gaya gravitasi. W = mg
W = gaya berat (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi ( 9,8 m/s2)
2. Gaya gesek
Gaya yang muncul akibat adanya gesekan dua benda. Ada dua macam gaya gesek yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis.
Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang mengakibatkan benda tetap diam, arahnya berlawanan dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Fstatis = µsN
Fstatis = gaya gesek statis
µs = koefisien gesekan statis
N = gaya normal
Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang timbul pada benda yang sedang bergerak.
Fkinetis = µkN
Fkinetis = gaya gesek kinetis
µs = koefisien gesekan kinetisΣ
N = gaya normal
Gaya yang muncul akibat adanya gesekan dua benda. Ada dua macam gaya gesek yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis.
Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang mengakibatkan benda tetap diam, arahnya berlawanan dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Fstatis = µsN
Fstatis = gaya gesek statis
µs = koefisien gesekan statis
N = gaya normal
Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang timbul pada benda yang sedang bergerak.
Fkinetis = µkN
Fkinetis = gaya gesek kinetis
µs = koefisien gesekan kinetisΣ
N = gaya normal
3. Gaya normal
Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua benda yang bersentuhan, arahnya tegak lurus bidang gaya sentuh.
Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua benda yang bersentuhan, arahnya tegak lurus bidang gaya sentuh.
4. Gaya sentripetal
Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada sebuah benda yang sedang bergerak melingkar. Arah gaya ini menjauhi pusat lingkaran.
Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada sebuah benda yang sedang bergerak melingkar. Arah gaya ini menjauhi pusat lingkaran.
Sekarang mari kita lanjutkan pembahasan ke topik Hukum Newton. Hukum Newton ada 3 yaitu, Hukum Newton I, Hukum Newton II, dan Hukum Newton III. Mari kita pelajari satu persatu.
Persamaan Hukum Newton
1. Hukum Newton I
Bunyi Hukum Newton I: Setiap benda akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan apabila tidak ada gaya yang dilakukan padanya.
ΣF = 0
Bunyi Hukum Newton I: Setiap benda akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan apabila tidak ada gaya yang dilakukan padanya.
ΣF = 0
2. Hukum Newton II
Percepatan suatu benda sebanding resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massanya.
ΣF = ma
Percepatan suatu benda sebanding resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massanya.
ΣF = ma
3.Hukum Newton III
Jika suatu benda mengerjakan gaya kepada benda lain, maka benda lain akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.
Faksi = -Freaksi
Jika suatu benda mengerjakan gaya kepada benda lain, maka benda lain akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.
Faksi = -Freaksi
Contoh Soal
Amir, Budi, Eko dan Doni sedang bermain tarik tambang. Jika Amir dan Budi menarik ke arah kiri dengan gaya masing-masing 100 N dan 175 N, sementara Eko dan Doni menarik ke arah kanan. Eko memberikan gaya sebesar 250 N. Hitunglah besarnya gaya minimal yang harus diberikan Doni agar Eko dan Doni memenangkan permainan tarik tambang tersebut!
Penyelesaian
Kita akan menghitung resultan gaya yang bekerja pada tali.
Resultan gaya ke kiri harus lebih kecil dari dari resultan gaya ke kanan agar kelompok kanan bisa memenangkan permainan tarik tambang.
ΣFkiri = 100 N +175 N = 275 N
ΣFkiri < ΣFkanan
275 N < (250N + FDoni)
FDoni > (275-250)N
FDoni >25 N
Jadi, gaya minimal yang harus diberikan Doni sebesar 26 N.
Amir, Budi, Eko dan Doni sedang bermain tarik tambang. Jika Amir dan Budi menarik ke arah kiri dengan gaya masing-masing 100 N dan 175 N, sementara Eko dan Doni menarik ke arah kanan. Eko memberikan gaya sebesar 250 N. Hitunglah besarnya gaya minimal yang harus diberikan Doni agar Eko dan Doni memenangkan permainan tarik tambang tersebut!
Penyelesaian
Kita akan menghitung resultan gaya yang bekerja pada tali.
Resultan gaya ke kiri harus lebih kecil dari dari resultan gaya ke kanan agar kelompok kanan bisa memenangkan permainan tarik tambang.
ΣFkiri = 100 N +175 N = 275 N
ΣFkiri < ΣFkanan
275 N < (250N + FDoni)
FDoni > (275-250)N
FDoni >25 N
Jadi, gaya minimal yang harus diberikan Doni sebesar 26 N.
S1
Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 5 m/s2. Jika massa mobil 1500 kg, maka besar gaya yang bekerja pada mobil adalah....
S2
Sebuah balok bermassa 2 kg didorong dengan gaya 5 N. Besar percepatan balok adalah....
S3
Seorang anak melempar bola dengan gaya 6 N sehingga bola bergerak dengan percepatan 3 m/s2. Massa bola yang dilempar adalah....
S4
Setumpuk buku berada di atas meja. Seorang anak berusaha memindahkannya dengan cara menarik buku tersebut. Massa buku 2 kg dan µs= 0,6 . Gaya yang diberikan pada buku tersebut saat akan bergerak adalah....
S5
Sebuah mobil yang bermassa 1000 kg sedang bergerak dengan percepatan konstan. Koefisien gesekan kinetis ban terhadap tanah µk= 0,5. Percepatan mobil tersebut adalah….
S6
Sebuah balok bermassa 2 kg digantungkan pada seutas tali seperti pada gambar berikut.
Jika percepatan gravitasi bumi diketahui 10 m/s2 dan balok ditarik ke bawah dengan gaya 10 N, maka gaya tegangan talinya adalah....
S7
Sebuah balok kayu yang permukaannya halus akan dinaikkan pada bidang miring licin seperti pada gambar. Jika massa balok 5 kg, g = 10 m/s2, maka besar gaya dorong untuk menaikkan balok dari dasar ke atas adalah….
S8
Seorang kuli ingin memindahkan kotak seberat 300 N ke atas truk dengan menggunakan bidang miring sepanjang 6 meter seperti gambar di bawah ini. Jika tinggi truk 3 m, maka besar gaya yang diperlukan untuk memindahkan kotak tersebut adalah….
S9
Suatu peralatan berat akan dinaikkan dengan menggunakan papan sebagai bidang miring seperti pada gambar berikut.
Agar gaya dorong setengah dari berat peti sesungguhnya, harus disediakan papan dengan panjang....
S10
- Benda bergerak ke kanan dengan resultan gaya 32 N
- Benda bergerak ke kiri dengan resultan gaya 32 N
- Percepatan benda adalah 2 m/s2
- Percepatan benda adalah 1,25 m/s2
Massa balok 4 kg, percepatan gravitasi 10 m/s2. Koefisien gesek statis dan kinetis adalah 0,4 dan 0,2. Jika besar gaya F adalah 40 Newton, pernyataan di atas yang benar adalah….