Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur - Hallo sahabat Blog Tentang Pengetahuan Umum, Pada Artikel yang anda baca kali ini dengan judul Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur , kami telah mempersiapkan artikel ini dengan baik untuk anda baca dan ambil informasi didalamnya. mudah-mudahan isi postingan Artikel Bank Soal, Artikel Fisika Kelas XI, Artikel SMA, yang kami tulis ini dapat anda pahami. baiklah, selamat membaca.

Judul : Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur
link : Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur

Berikut ini beberapa contoh soal dan pembahasan mengenai usaha, energi kinetik, energi potensial, hubungan antara usaha dan energi kinetik, hubungan usaha dan energi potensial, dan energi mekanik.

Contoh 1

Perhatikan gambar dibawah ini!

Sebuah balok dengan massa M berada pada bidang datar, balok tersebut ditarik oleh gaya sebesar 30 N ke kanan. Jika balok berpindah sejauh 50 cm maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

F = 30 N

s = 50 cm = 0,5 m

Ditanya: Usaha ( W )

Jawab:

W = F.s

W = 30 (0,5) = 15 Joule

Contoh 2

Perhatikan gambar dibawah!

Sebuah benda dengan massa 4 kg berada pada bidang datar. Benda tersebut ditarik oleh gaya 50 N yang membentuk sudut 60� terhadap bidang horizontal (perhatikan gambar). Jika benda berpindah sejauh 4 m maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 4 kg

F = 50 N

s = 4 m

Ditanya: Usaha (W)

Jawab:

Perhatikan gambar diatas, untuk gaya (F) yang membentuk sudut ? terhadap perpindahan (s), maka gaya (F) harus diuraikan terhadap bidang mendatar (searah dengan perpindahan). Sehingga rumus usaha menjadi:

W = F cos a.s

Atau

W = F . s cos a

W = 50 . 4 cos 60�

W = 200 (�) = 100 N

Contoh 3

Sebuah gaya F = (2i + 4j) N melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah menurut r = (5i + aj) m, vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu X dan sumbu Y pada koordinat Cartesius.bila usaha itu bernilai 30 Joule, maka hitunglah nilai a!

Pembahasan:

Diketahui:

 F = (2i +4j) N

 r = (5i +aj) m

Ditanya: a = ...?

Jawab:

Usaha adalah perkalian titik (dot product) antara vektor gaya dengan vektor perpindahan.

 W = F .r 

 30 = (2i + 4j) . (5i + aj)

30 = 10 + 4a

30 � 10 = 4a

4a = 20

a = 5

Contoh 4

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah balok bermassa 50 gr bergerak sepanjang garis lurus pada permukaan mendatar akibat pengaruh gaya yang berubah-ubah terhadap kedudukan seperti ditunjukkan pada gambar. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya tersebut untuk memindahkan balok sejauh 14 m!
Pembahasan:
Usaha adalah luas daerah dibawah grafik F-s (luas daerah yang diarsir)

      W = luas trapesium ABCD

Contoh 5

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah benda dengan massa 20 kg meluncur ke bawah sepanjang bidang miring licin yang membentuk sudut 30�terhadap bidang horizontal. Jika benda bergeser sejauh 2 m, maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya berat!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 20 kg

s = 2 m

a = 30�

Ditanya: usaha yang dilakukan oleh gaya berat!

Jawab:

Benda meluncur ke bawah pada bidang miring, sehingga gaya yang melakukan usaha adalah m.g sin 30�

W = F.s

W = m.g sin 30�.s

W = 20 . 10. (�). 2

W = 200 Joule

Contoh 6

Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s�. Hitunglah usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 3 detik!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 4 kg

a = 3 m/s�

t = 3 detik

Ditanya: Usaha (W)

Jawab:

Hitung terlebih dahulu nilai v1 dan v2.

Pada soal diatas benda mula-mula diam, sehingga v1 = 0. Maka v2 dapat dicari dengan menggunakan rumus gerak lurus berubah beraturan (GLBB):

v2 = v1 + a.t

v2 = 0 + 3 (3) = 9 m/s

Selanjutnya kita dapat menghitung usaha (W) dengan rumus:

Contoh 7

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 25 m seperti pada gambar. Hitunglah:

a. Energi kinetik dititik A

b. Energi kinetik benda saat berada dititik B (10 m diatas tanah)!

Pembahasan:

a. Energi kinetik dititik A

Pada soal diatas, benda mengalami gerak jatuh bebas sehingga vA = 0. Maka energi kinetik saat dititik A:

b. Energi kinetik pada saat dititik B

Dengan hukum kekekalan energi mekanik:

Contoh 8

Sebuah bola besi massanya 0,2 kg dilempar vertikal keatas. Energi potensial benda pada ketinggian maksimum adalah 40 J. Bila g = 10 m/s�, maka hitunglah ketinggian maksimum yang dicapai bola tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

Ep = 40 Joule

m = 0,2 kg

g = 10 m/s�

Ditanya: ketinggian maksimum (h)

Jawab:

Ep = m.g.h

40 = 0,2 (10). h

h = 40/2

h = 20 meter

Contoh 9

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah benda jatuh bebas dari posisi A seperti pada gambar diatas. Hitunglah perbandingan energi potensial dan energi kinetik ketika sampai di B!

Pembahasan:

Diketahui:
hA = h
vA = 0 m/s (gerak jatuh bebas)
Ditanya: EpB : EkB
Jawab:
a) Terlebih dahulu tentukan energi potensial benda saat dititik B (EpB)
hB = 1/3 h
Maka:
EpB = m.g.hB = m.g.(1/3h) = 1/3 m.g.h

b) Selanjutnya menentukan energi kinetik dititik B (EkB)

Sehingga perbandingan energi potensial dan energi kinetik saat di titik B:

Contoh 10

Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti pada gambar.

Ketika sampai di B, energi kinetik bola tersebut 2 kali energi potensialnya. Hitunglah tinggi titik B dari permukaan tanah!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 2 kg

h = 60 m

EkB = 2 EpB

Ditanya: tinggi titik B (hB)

Jawab:

Cara pertama:
Menggunakan hukum kekekalan energi mekanik:

Cara kedua:

Cari terlebih dahulu kecepatan benda saat dititik B.

Misal hB = x, maka hAB = 60 � x (perhatikan gambar).

Maka:

Sehingga:

Contoh 11

Sebuah balok ditahan dipuncak pada bidang miring seperti gambar berikut!

Ketika dilepas, balok meluncur sepanjang bidang miring. Hitunglah kecepatan balok ketika tiba didasar bidang miring!

Pembahasan:

Diketahui:

vA = 0 (kecepatan awal ketika benda meluncur bebas sama dengan nol)

hA = 5 m

hB = 0

Ditanya: kecepatan saat didasar bidang miring (vB)

Jawab:

Dengan menggunakan Hukum kekekalan energi mekanik:

Sehingga kecepatan benda saat didasar bidang miring adalah 10 m/s

Contoh 12

Sebuah benda dengan massa 1 kg digantung dengan benang (massa benang diabaikan) dan diayunkan hingga ketinggian 20 cm dari posisi A (lihat gambar dibawah). Bila g = 10 m/s�, maka hitunglah kecepatan benda saat di posisi A!

Pembahasan:

Diketahui:

hA = 0

vB = 0 (kecepatan benda di ketinggian maksimum sama dengan nol)

hB = 20 cm = 0,2 m

Ditanya: kecepatan saat A (vA)

Jawab:

Dengan menggunakan Hukum kekekalan energi mekanik:

Jadi kecepatan benda saat di A adalah 2 m/s

Demikianlah Artikel Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur

Sekianlah artikel Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi By Salem-Bur dengan alamat link https://salem-bur.blogspot.com/2018/08/contoh-soal-dan-pembahasan-usaha-dan.html

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: