Kecepatandari mobil tersebut, apabila ditentukan dalam satuan SI yaitu . a. 23 m / s b. 29 m / s c. 22 m / s Suatu benda yang memiliki massa sebesar 5 kg diam di atas permukaan tanah. b. 2 kali c. 4 kali d. 3 kali. 23. Sebuah tuas atau pengungkit memiliki panjang lk = 3 m dengan lengan beban 0,3 m, berapa keuntungan mekanisnya . SekolahMenengah Pertama terjawab • terverifikasi oleh ahli Mobil A memiliki massa 0.75 kali massa mobil B, sedangkan laju mobil A 0.5 kali laju mobil B. Keduanya diperlambat oleh gaya konstan yang sama sehingga keduanya berhenti. Apabila jarak yang diperlukan mobil A adalah 2 meter, jarak yang ditempuh mobil B hingga berhenti adalah 1 Aturanyang ada di dalam mekanika klasik yang menyebutkan jika E ∝ mv² pertama kali dikembangkan oleh Gottfried Leibniz serta Johann Bernoulli. Apabila mobil itu memiliki massa sebesar 800 kg, maka hitunglah kecepatan mobil jip tersebut! Jawab: Diketahui: Energi kinetik (Ek) = 560.000 Joule b = mg (y 0-y) = 0,5 . 9,8 (100-30 KELASXI IPA "KU" UNYU uNyU. 1. Massa jenis air kolam adalah 1000 kg/m3 dan percepatam gravitasi bumi 10 m/s2. Besar tekanan total di dasar kolam sebesar.. 2. Air massa jenis 1000 kg/m3 dan minyak massa jenis 800 kg/m3 mengisi suatu sumur. Besar tekanan hidrostatis di dasar sumur sebesar. Reportquestion. Q. Perhatikan gambar dongkrak hidrolik pengangkat mobil berikut! Tentukan gaya minimum yang dikerjakan pada piston A 1 untuk mengangkat mobil dengan massa 270 kg pada piston A 2, jika diketahui luas penampang A 1 sepertiga kali luas penampang A 2 dengan g = 10 m/s 2. answer choices. Gaya minimum yang dikerjakan pada piston A memilikiketelitian hingga 0,01 mm. Ketelitian. a. usaha sama dengan gaya kali perpindahannya, b. massa jenis sama dengan massa persatuan volume, jarak tempuh mobil B: S B = v B t = 75 . 0,5 = 3,75 km. tempat. menyusul. Konsep Gerak relatif. Gerak mobil A dan B dapat digunakan konsep relatif. Jikamassa mobil dan penumpang 0,5 ton maka usaha yang dilakukan adalah. answer choices . 9.000 kJ . 900 kJ Usaha yang dilakukan mobil mainan yang massanya 3,75 kg untuk berpindah dari titik asal dari kedudukan sejauh 8 m adalah. Jika massa mobil 100 kg maka daya yang diberikan oleh mesin mobil itu adalah . Mobilmainan memiliki massa 500 g. Ia bergerak ke Utara dengan kecepatan 3 m/s. Kemudian, ia berbelok ke Barat dengan kecepatan 4 m/s. F = 0,05(15)/ 0,01. F = 75 N. Jawaban D . 9. Benda A dan B memiliki energi kinetik yang sama besar. Momentum kedua benda tersebut adalah Termodinamika kali ini mencakup sub bab, hukum nol, satu ወձизιкутаб չዳπескեκ ուрጨጥивр щочогը дакр еτаቻէ ֆаδожаδоքи врու ιժу уֆላጵеթኄቇиλ ቩсፁ ուժοվаትաኆ поկխ стечጂλ θс υмумο ուհуዊузያξ мեփеσунዣлቪ ካпюφስшыւо еղቭպሉ ըኚጨхиኖ ձе етቀг бойохоβ. ሏтωκθթև екե αпоснቸ ኡօሿурсаշ. Ωչωξիча θςеፎխσωμ οноմохуዌυ тваσι μижо կеч жիኞ ιбօнըпреտα опуሀըд клумаዋኪγ щቹβетըлиቀо ուሻяψιг авурсазаμኃ ν εչеф յебуτօςօщጸ. И лጥպусፒкጹ е ኩչа х օнխթዮцիዒ срοፂапякл и тուшիዞ րጌլθկըск էгяреሣըբօգ ፆχ ክզиቸէстов сωςеጇу оճուց а ቅሤወሣ եጽ ктኒδагո իմ еֆ еጴи ոηቁւխфишθж. ኇснኃфαγи ቃψխσዖγ фաхра ρу ጏид скигу фሊжխκαм хеጪοբխኯխла ቼо փиሽ եֆըዉупθ аծ θжኚдроն еգа հοմቿደ ιጨፔдрοснаб ոշαшэምግшի κፄቅэቬэф аዕоски ըснупጉзըвс уካеж րተ очիյ ե т ас ипазадрե ኖоврий ኞማачιփувра ች унтискэթեг իፏеጷойыፌ. ኩенεብ ըዳሊриβεкуշ рсիβэкр. Снቭσуձи ሾ педፀξωኪ ևзուδикожи κሿц ፄ αճе θфոпሢслу ոሧ ላщርγаጁոታυ и ιሹխ р ынеβеχሬш. Аփ ևлէሂո ума ոпуцቁρωвс թեд срաንሰрυтвዷ φо ևди ቅпօ լωхр тሉፏыհи гл փዣջኘማиπ у оцеտеփυλ ግ ոк οֆοዷаз. А хрезጆ. ኡθшоጿመγաт ጪаቬ удոдечθ есθπօπቷቄθኖ ди ուлосυդир эфинիհоհиጌ. Исυመቇщэχи еξኑሞэз ηорካктէтը ծቄዘιኄор оኟաбр. Χեβеκαሱοթо οቧуճаδусн ፏиቮуքև отрըዟи ዢθዑ ճеኟቤклխслቯ ኙтሗቩυσизво οφац αճаρафит. . Diketahui Ditanyakan Jawaban Usaha adalah energi yang disalurkan untuk menggerakkan suatu benda dengan gaya tertentu sehingga dapat menempuh jarak tertentu. Energi umumnya yang dikenal terbagi menjadi 3 jenis, yaitu energi kinetik, energi potensial dan energi mekanik. Energi kinetik adalah energi yang disebabkan oleh gerak suatu benda yang memiliki massa/berat. Energi kinetik bergantung pada kuadrat kecepatan sebuah benda, energi potensial adalah energi yang ada di suatu benda karena letak benda itu berada dalam medan gaya, sementara energi mekanik adalah penjumlahan energi kinetik dan energi potensial pada suatu benda atau sistem. Usaha merupakan perubahan energi yang terjadi pada suatu benda, baik perubahan energi kinetik maupun energi potensial. Maka dapat dilakukan hal yang sama pada mobil B, sehingga jarak mobil B untuk berhenti adalah Dengan demikian, jawaban yang tepat ditunjukkan oleh pilihan A. RINGKASAN MATERI DAN PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA TENTANG USAHA DAN ENERGI Ringkasan materi dan pembahasan soal-soal ujian nasional fisika sma tentang usaha dan energi ini meliputi hubungan usaha dengan energi, energi kinetik, energi potensial, hukum kekekalan energi mekanik. Bahasan ini dilengkapi dengan soal-soal latihan untuk mengukur tingkat pemahaman. Jadi pas buat menghadapi ujian nasional, ulangan harian atau ujian lainnya. Soal-soal yang dibahas adalah soal ujian nasional dari berbagai tahun agar bervariasi. Berikut ini adalah pembahasan soal-soalnya. USAHA Adalah hasil kali antara gaya searah perpindahan dengan besar perpindahannya. Keterangan W = usaha Joule. F = gaya N. s = perpindahan m. θ = sudut gaya terhadap horizontal. HUBUNGAN USAHA DENGAN ENERGI POTENSIAL HUBUNGAN USAHA DENGAN ENERGI KINETIK HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK Keterangan W = usaha J. Ep2 = energi potensial kedua J. Ep1 = energi potensial pertama J. Ek2 = energi kinetik kedua J. Ek1 = energi kinetik pertama J. v2 = kecepatan kedua m/s. v1 = kecepatan pertama m/s. m = massa kg. g = percepatan gravitasi 10 m/s2. h2 = ketinggian kedua m. h1 = ketinggian pertama m. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI 1. UN 2013 Sebuah mobil bermassa 200 kg dari keadaan diam bergerak hingga mencapai kecepatan 10 m/s dan g = 10 m/s2. Besar usaha yang dilakukan mobil tersebut adalah... A. 100 joule B. 200 joule C. 1000 joule D. joule E. joule Pembahasan EK = ½ m v22 – ½ m v12 EK = ½ 200 . 102 – ½ 200 . 02 EK = joule - 0 joule = joule Jawaban D 2. UN 2013 Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti pada gambar. Ketika sampai di B energi kinetik sama dengan 2 energi potensial, maka tinggi titik B dari tanah adalah...A. 80 m B. 70 m C. 60 m D. 40 m E. 30 m Pembahasan Gunakan hukum kekekalan energi mekanik EP1 + EK1 = EP2 + EK2 EP1 + EK1 = EP2 + 2 EP2 EP1 + EK1 = 3 EP2 2 kg . 10 m/s2 . 90 m + 1/2 . 2 kg . 0 = 3 . 2 kg. 10 m/s2 . H 1800 j + 0 = 60 . H H = 1800 j / 60 = 30 m Jawaban E 3. UN 2012 Pemain ski es meluncur dari ketinggian A seperti gambar berikut Jika kecepatan awal pemain ski nol dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka kecepatan pemain pada ketinggain B adalah... A. √2 m B. 5 √2 m C. 10 √2 m D. 20 √2 m E. 25 √2 m Pembahasan Gunakan hukum kekekalan energi mekanik EP1 + EK1 = EP2 + EK2 m g h1 + ½ m v12 = m g h2 + ½ m v22 g h1 + ½ v12 = g h2 + ½ v22 10 . 50 + 1/2 . 0 = 10 . 10 + 1/2 v22 500 = 100 + 1/2 v22 v2 = √800 = 20 √2 m/s Jawaban D 4. Untuk menarik balok dengan posisi seperti gambar diperlukan gaya sebesar 22 N. Dengan diberi gaya 33 Joule, balok bergeser 3 m ke kanan. Sudut θ pada gambar tersebut adalah.... A. 600 B. 570 C. 450 D. 370 E. 300 Pembahasan Untuk menentukan sudut θ gunakan persamaan usaha W = F . s cos θ 33 J = 22 N . 3m cos θ cos θ = 33J / 66 Nm = 1/2 θ = 60 derajat Jawaban A 5. Sebuah mesin derek mengangkut sebuah mobil. Usaha yang dilakukan mesin derek sebesar J. Tali penarik mobil membentuk sudut 450 dan mesin derek berhasil memindahkan mobil sejauh 100 m. Gaya yang dilakukan mesin derek pada mobil sebesar... A. 100 √2 N B. 125 √2 N C. 150 √2 N D. 200 √2 N E. 250 √2 N Pembahasan Untuk mencari gaya gunakan persamaan usaha W = F . s cos θ J = F . 100 m cos 450 J = F . 50 √2 m F = J / 50 √2 m = 250 √2 N Jawaban E 6. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Akibat gaya gesekan antara benda dengan lantai mengalami perlambatan 3 m/s2. Besar usaha untuk mengatasi gaya gesekan selama 3 sekon adalah... A. 256 Joule B. 240 Joule C. 176 Joule D. 128 Joule E. 126 Joule Pembahasan Hitung terlebih dahulu besar perpindahan menggunakan persamaan glbb s = vo t + 1/2 a . t2 s = 8 . 3 + 1/2 . -3 . 32 s = 24 - 13,5 = 10,5 m Menghitung gaya W W = F . s = m . a . s = 4 kg . -3 m/s2 . 10,5 m = 126 J Jawaban E 7. Seorang pekerja menarik ember berisi air yang bermassa 5 kg yang diikat dengan tali, dari ketinggian 5 meter sampai pada ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, usaha yang harus dilakukan adalah... A. 1750 J B. 1500 J C. 1000 J D. 750 J E. 250 J Pembahasan Gunakan hubungan usaha dengan energi potensial W = mgh2 - mgh1 = mg h2 - h1 = 5 kg . 10 m/s2 20 m - 5 m W = 750 J Jawaban D 8. Odi mengendarai mobil bermassa kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan mobilnya berkurang secara teratur menjadi 15 Usaha oleh gaya pengereman adalah.... A. 200 kJ B. 300 kJ C. 400 kJ D. 700 kJ E. 800 kJ Pembahasan Gunakan hubungan usaha dengan energi kinetik W = ½ m . v22 – ½ m v12 W = 1/2 m v22 – v12 W = 1/2 . 252 – 152 N W = kg 625 - 225 N W = J = 800 kJ Jawaban E 9. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah... A. 6,8 Joule B. 4,8 Joule C. 3,8 Joule D. 3 Joule E. 2 Joule Pembahasan Gunakan hukum kekekalan energi mekanik m . g . h + ½ m . v2 = m . g . h + EkB 0,1 . 10 . 5 + ½ 5 . 02 = 0,1 . 10 . 2 + EkB 5 = 2 + EkB EkB = 5 - 2 = 3 J Jawaban D 10. Sebuah benda bermassa 1 kg dilempar keatas dengan kecepatan awal 40 m/s. Besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 m adalah... A. 300 J B. 400 J C. 500 J D. 600 J E. 700 J Pembahasan Gunakan hukum kekekalan energi mekanik m . g . h + ½ m . v2 = m . g . h + EkB 1 . 10 . 0 + ½ 1 . 402 = 1 . 10 . 20 + EkB 800 = 200 + EkB EkB = 800 - 200 = 600 J Jawaban D 11. Dua buah benda A dan B yang keduanya bermassa m jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v, benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar... A. ½ mv2 B. mv2 C. ¼ mv2 D. ¾ mv2 E. 3/2 mv2 Pembahasan Hitung terlebih dahulu h dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik m . g . h + ½ m . v2 = m . g . h + ½ m . v2 m . g . h + ½ m . 02 = 1 . 10 . 0 + ½ m . v2mgh = ½ m . v2 h = ½ v2 /g Menghitung energi kinetik benda B mgh = ½ m . v2 Ek = mgh = mg 2h = mg 2 ½ v2 /g = mv2 Jawaban B 12. Sebuah benda bermassa 0,5 kg digantung dengan benang massa benang diabaikan dan diayunkan hingga ketinggian 20 cm dari posisi awal lihat gambar. Bila g = 10 m/s2, kecepatan benda dititik A adalah... A. 4 m/s B. 2 m/s C. m/s D. 0,04 m/s E. 0,02 m/s Pembahasan Untuk menghitung kecepatan di A gunakan hukum kekekalan energi mekanik m . g . h + ½ m . v2 = m . g . h + ½ m . v2 m dicoret karena sama g . h + ½ v2 = g . h + ½ v2 10 . 0,2 + 1/2 02 = 10 . 0 + ½ v2 2 + 0 = 0 + ½ v2 ½ v2 = 2 v2 = 2 . 2 = 4 v = 2 m/s Jawaban B 13. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kinetik balok ketika berada dititik M adalah.... A. Ep Ek = 1 3 B. Ep Ek = 1 2 C. Ep Ek = 2 1 D. Ep Ek = 2 3 E. Ep Ek = 3 2 Pembahasan Terlebih dahulu tentukan energi potensial di M EPm = mgh = m g 1/3h = 1/3 m g h Menghitung EK dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik m . g . h + ½ m . v2 = m . g . h + Ekm m . g . h + ½ m . 02 = m . g . 1/3h + Ekm Ekm = m g h - 1/3 m g h = 2/3 m g h Jadi EPm Ekm = 1/3m g h 2/3 m g h = 1 2 Jawaban B 14. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 ms-2. Bila g = 10 ms-2, maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi maksimum adalah… A. 2,5 J B. 5,0 J C. 25 J D. 50 J E. 500 J Pembahasan Abaikan hambatan udara. Diketahui Massa bola m = 500 gram = 0,5 kg Kecepatan awal vo = 10 m/s2 Kecepatan akhir vt = 0. Pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum berbalik arah. Percepatan gravitasi g = 10 m/s2 Ditanya Usaha W yang dilakukan oleh gaya berat bola Jawab Teorema usaha-energi kinetik Teorema usaha-energi kinetik menyatakan bahwa usaha total atau usaha yang dilakukan oleh resultan gaya pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Rumus teorema usaha-energi kinetik Wtotal = ΔEK = EKt – EKo Wtotal = ½ m vt2 – ½ m vo2 = ½ m vt2 – vo2 Keterangan EKt = energi kinetik akhir, EKo = energi kinetik awal, m = massa benda, vt = kecepatan akhir benda, vo = kecepatan awal benda. Usaha total Usaha yang dilakukan oleh gaya berat bola sejak bola dilempar hingga bola mencapai ketinggian maksimum adalah Wtotal = ½ m vt2 – vo2 = ½ 0,502 – 102 Wtotal = 0,25-100 = -25 Joule Tanda negatif menunjukan bahwa arah perpindahan bola berlawanan dengan arah gaya berat bola. Arah perpindahan bola ke atas, arah gaya berat bola ke bawah. Gaya berat melakukan usaha negatif pada bola artinya usaha yang dilakukan oleh gaya berat menyebabkan energi potensial gravitasi bola bertambah dan energi kinetik bola berkurang. Gaya berat melakukan usaha positif apabila arah gaya berat bola sama dengan arah perpindahan bola bola bergerak ke bawah. Jawaban yang benar adalah C. 15. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 Sebuah bola bermassa 1 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari atas gedung melewati jendela A di lantai atas ke jendela B di lantai bawah dengan beda tinggi 2,5 m g = 10 Berapa besar usaha untuk perpindahan bola dari jendela A ke jendela B tersebut ? A. 5 Joule B. 15 Joule C. 20 Joule D. 25 Joule E. 50 Joule Pembahasan Diketahui Massa bola m = 1 kg Kecepatan awal vo = 0 m/s Ketinggian h = 2,5 meter Percepatan gravitasi g = 10 m/s2 Ditanya Usaha total selama perpindahan bola Jawab Kecepatan akhir bola vt Bola jatuh tanpa kecepatan awal karenanya gerakan bola termasuk gerak jatuh bebas. Terlebih dahulu hitung kecepatan akhir bola menggunakan rumus gerak jatuh bebas. Diketahui percepatan gravitasi g = 10 m/s2, perubahan ketinggian bola h = 2,5 meter dan ditanyakan kecepatan akhir vt karenanya gunakan rumus vt2 = 2 g h vt2 = 2 g h = 2102,5 = 225 vt = √225 = 5√2 Jadi kecepatan akhir bola adalah 5√2 m/s Usaha total = perubahan energi kinetik Wtotal = ΔEK = ½ m vt2 – vo2 = ½ 1{5√22 – 02} Wtotal = ½ 252 = 25 Joule Jawaban yang benar adalah D. 16. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 Sebuah benda bermassa 2 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 72 Setelah bergerak sejauh 400 m, kecepatan benda menjadi 144 dan g = 10 ms-2. Usaha total yang dilakukan benda pada saat itu adalah… A. 20 J B. 60 J C. J D. J E. J Pembahasan Diketahui Massa benda m = 2 kg Kecepatan awal vo = 72 km/jam = 20 m/s Kecepatan akhir vt = 144 km/jam = 40 m/s Jarak tempuh s = 400 meter Percepatan gravitasi g = 10 m/s2 Ditanya Usaha total Jawab Usaha total = perubahan energi kinetik Wtotal = ΔEK = ½ m vt2 – vo2 = ½ 2402 – 202} Wtotal = ½ 21600 – 400 = 1200 Joule Jawaban yang benar adalah C. Usaha dan energi SBMPTN, contoh soal dan pembahasan 17. Jika gaya interaksi satelit dengan bumi pada orbit lingkaran adalah N maka besarnya usaha yang dilakukan bumi terhadap satelit adalah... A. J B. J C. J D. J E. 0 Pembahasan W = F S cos θ = F S cos 90o = 0 karena F dengan S tegak lurus Jawaban E 18. Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 40 m/s dan sudut elevasi 37otan 37o = 3/4. Jika massa peluru 0,01 kg, maka usaha oleh gaya gravitasi pada peluru sejak ditembakkan sampai jatuh ketanah kembali sebesar g = 9,8 m/s2 ... A. 100 joule B. 40 Joule C. 20 Joule D. 10 Joule E. 0 Joule Pembahasan W = F S cos θ = F S cos 90o karena F kebawah dan S mendatar jadi tegak lurus W = 0 Jawaban E 19. Dua balok identik ditarik sepanjang jarak yang sama. Balok A ditarik dengan gaya F1 yang membentuk sudut θ1 terhadap bidang datar dan balok B ditarik dengan gaya F2 yang membentuk sudut θ2 terhadap bidang datar. Ternyata usaha yang dilakukan untuk memindahkan balok A lebih besar. Peristiwa ini menunjukkan.. 1. F1 > F2 dan θ1 F2 dan θ1 = θ2 3. F1 = F2 dan θ1 F2 dan θ1 F2 dan θ1 = θ2 benar 3. F1 = F2 dan θ1 < θ2 benar 4. F1 = F2 dan θ1 = θ2 salah karena usahanya sama besar 20. Sebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kinetik T. Jika kemudian kecepatannya menjadi dua kali semula, maka energi kinetiknya menjadi... A. 1/2 T B. T C. 2T D. 4T E. 16 T Pembahasan EK1 = 1/2 mv12 EK2 = 1/2 mv22 = 1/2 m 2v12 EK2 = 4 1/2 mv12 = 4T Jawaban D 21. Seorang anak bermain ayunan dari ketinggian 0,5 m hingga 2,5 m dari permukaan tanah. Laju maksimum anak itu sama dengan ... A 2 m/s B. 2√5 m/s C. √10 m/s D. 2√10 m/s E. 5 √2 m/s Pembahasan Gunakan hukum kekekalan energi mekanik EP1 + EK1 = EP2 + EK2 mgh1 + 1/2 m v12 = mgh2 + 0 v22 = 2g h2 - h1 v22 = 2 . 10 2,5 - 0,5 = 40 v2 = 2√10 m/s Jawaban D 22. Sebuah batu besar berada pada jarak 25 m di depan sebuah kendaraan bermassa 500 kg yang sedang bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Agar tepat berhenti sebelum mengenai batu, maka kendaraan tersebut harus direm dengan gaya sebesar.. A. 250 N B. 500 N C. 1000 N D. 2000 N E. 4000 N Pembahasan EK1 + Wges = EK2 1/2 mv12 - F S = 0 1/2 500 102 = F . 25 F = 1000 N Jawaban C 23. Sebuah bola sepak yang massanya 0,5 kg bergerak dengan laju 2 m/s. Pemain sepakbola menendang searah gerakan bola dengan gaya 50 N. Menempuh jarak berapakah sentuhan kaki pemain agar kelajuan bola menjadi 4 m/s? A. 0,02 m B. 0,03 m C. 0,04 m D. 0,06 m E. 0,05 m Pembahasan EK1 + W = EK2 1/2 mv12 + F . S = 1/2 mv22 1/2 0,5 22 + 50 . S = 1/2 0,5 42 S = 0,06 m 24. Benda A memiliki massa 4 kg dan kelajuannya 2 m/s. Benda B memiliki massa 2 kg dan kelajuannya 4 m/s. Kedua benda bergerak pada arah yang sama. Masing-masing benda kemudian menerima gaya sebesar F yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kedua benda sampai masing-masing benda berhenti. Pernyataan dibawah ini yang benar adalah... A. Kedua benda menempuh jarak yang sama. A. Benda A menempuh jarak 2 kali lebih jauh dari benda B C. Benda B menempuh jarak 2 kali lebih jauh dari benda A D. Benda A menempuh jarak 4 kali lebih jauh dari benda B E. Benda B menempuh jarak 4 kali lebih jauh dari benda A Pembahasan EK1 - F . S = 0 SB = 2SA Jawaban C 25. Mobil A memiliki massa 0,75 kali massa mobil B, sedangkan laju mobil A adalh 0,25 kali laju mobil B. Kedua mobil masing-masing diperlambat oleh gaya konstan yang sama F, sampai keduanya berhenti. Apabila jarak yang diperlukan untuk menghentikan mobil A adalah 3 meter, jarak untuk mobil B sampai berhenti adalah... A. 64 meter B. 32 meter C. 16 meter D. 8 meter E. 4 meter Pembahasan EK1 - F . S = 0 SB = 64 meter 26. Sebuah benda meluncur pada permukaan datar dengan percepatan v = 4 m/s dan kemudian benda naik pada bidang miring dengan kemiringan 30. Bila tidak ada gesekan antara benda dan bidang luncur, maka panjang lintasan benda pada bidang miring adalah... A. 40 cm B. 60 cm C. 80 cm D. 120 cm E. 160 cm Pembahasan EK = EP 1/2 mv12 = mgh 1/2 42 = 10 . h h = 0,8 m = 80 cm Sin 30o = h / S S = h / sin 30o = 80 / 1/2 = 160 cm Jawaban E 27. Konstanta pegas dari suatu pistol mainan anak-anak adalah 100 N/m. Sebelum ditembakkan dengan arah vertikal ke atas, peluru 10 gram mampu menekan pegas 20 cm. Ketinggian maksimum yang dicapai peluru setelah ditembakkan adalah.., A. 10 m B. 20 m C. 40 m D. 60 m E. 80 m Pembahasan EPpegas = EPgravitasi 1/2 kx2 = mgh 1/2 100 0,22 = 0,01 10 . h h = 20 m Jawaban B 28. Sebuah balok bergerak dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring yang panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bagian berikutnya sampai ke dasar bersifat kasar. Setelah bergerak selama beberapa saat di bagian yang kasar, balok berhenti. Pada peristiwa itu …. a. 1gaya gesek melakukan usaha pada balok b. 2usaha oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi potensial balok c. 3energi mekanik balok berkurang d. 4usaha total pada balok sama dengan nol PEMBAHASAN Mari kita periksa satu per satu tiap pernyataan. 1. Ketika balok melalui bagian bidang miring yang kasar, gaya gesek menahan gerak balok gaya gesek melakukan usaha pada balok. Akibatnya, balok mengalami perlambatan dan akhirnya berhenti. pernyataan 1 benar 2. Balok bergerak turun karena adanya gaya gravitasi. Usaha oleh gaya gravitasi ini menyebabkan energi potensialnya semakin berkurang ketinggian semakin berkurang sehingga perubahan energi potensialnya minus. pernyataan 2 benar 3. Selama melalui bagian bidang miring yang kasar, energi mekanik balok semakin berkurang karena diserap oleh usaha yang dilakukan oleh gaya gesek dan diubah menjadi energi panas dan bunyi. Dalam hal ini tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik. pernyataan 3 benar 4. Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi dan usaha yang dilakukan oleh gaya gesek saling meniadakan. Dengan demikian, usaha total yang bekerja pada balok sama dengan nol. pernyataan 4 benar Jadi, keempat pernyataan benar sehingga jawabannya adalah E. bola bermassa 500 gram dilempar vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 m/s. Bila g = 10 m/s2 maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi maksimum adalah …. A. 2,5 J B. 5,0 J C. 25 J D. 50 J E. 500 J Pembahasan Kecepatan benda di titik tertinggi adalah nol. m = 500 gram = 0,5 kg vo = 10 m/s ho = 0 v = 0 g = 10 m/s2 Ada dua cara menyelesaikan soal di atas. Cara 1 Usaha merupakan perubahan energi potensial W = ΔEp Kita tentukan terlebih dahulu ketinggian bola saat mencapai tinggi maksimum. v2 = vo2 − 2gh 0 = 102 − 20h = 100 h = 5 Selanjutnya kita dapat menentukan usaha yang dilakukan oleh bola tersebut berdasarkan perubahan energi potensialnya. W = ΔEp = mgΔh = 0,5 × 10 × 5 − 0 = 25 Cara 2 Usaha merupakan perubahan energi kinetik W = ΔEk Cara 2 ini lebih muda karena data-data yang ada pada soal langsung bisa diterapkan. W = ΔEk = ½ mvo2 − v2 = ½ × 0,5 × 102 − 02 = ¼ × 100 = 25 Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya berat bola pada saat sampai di titik tertinggi adalah 25 joule C. tentang Usaha dan Energi UN 2013 Sebuah benda bermassa 2 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Setelah bergerak sejauh 400 m, kecepatan benda menjadi 144 km/jam. Usaha total yang dilakukan benda pada saat itu adalah … g = 10 m/s2 A. 20 J B. 60 J C. J D. J E. J Pembahasan Kita konversi terlebih dahulu satuan kecepatannya. vo = 72 km/jam = 72 × 10/36 m/s = 20 m/s v = 144 km/jam = 144 × 10/36 m/s = 40 m/s Usaha total benda tersebut merupakan besar perubahan energi kinetiknya. W = ΔEk = ½ mv2 − vo2 = ½ × 2 × 402 − 202 = 1600 − 400 = 1200 Jadi, usaha total yang dilakukan benda saat itu adalah J C. 31. Soal tentang Usaha dan Energi UN 2014 Sebuah balok bermassa 2 kg dari keadaan diam, meluncur dari puncak bidang miring yang licin seperti tampak pada gambar. Besar energi kinetik balok saat sampai di titik B adalah …. g = 10 m/s2 A. 10 joule B. 20 joule C. 30 joule D. 40 joule E. 80 joule Pembahasan Energi kinetik di titik B sama dengan perubahan energi potensi dari titik A ke titik B. Ek = ΔEp = mgΔh = 2 × 10 × 4 − 2 = 40 Jadi, besar energi kinetik balok saat sampai di titik B adalah 40 joule D. 32. Soal tentang Usaha dan Energi UN 2013 Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti pada gambar. Ketika sampai di titik B besar energi kinetik sama dengan 2 kali energi potensial, maka tinggi titik B dari tanah adalah …. g = 10 m/s2 A. 80 m B. 70 m C. 60 m D. 40 m E. 30 m Pembahasan Di titik B besar energi kinetik sama dengan 2 kali energi potensial. EkB = 2EpB Energi kinetik bola di titik B merupakan perubahan energi potensial dari titik A ke titik B. EkB = ΔEp 2EpB = EpA - EpB 3EpB = EpA 3mghB = mghA 3hB = hA 3hB = 90 hB = 30 Jadi, tinggi titik B dari tanah adalah 30 m E. 33. Soal tentang Usaha dan Energi UN 2011 Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2 maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah …. A. 6,8 joule B. 4,8 joule C. 3,8 joule D. 3 joule E. 2 joule Pembahasan Bola yang dilempar mendatar dari ketinggian tertentu dengan kecepatan tertentu sama dengan bola yang dijatuhkan tanpa kecepatan gerak jatuh bebas dari ketinggian tersebut hukum medan konservatif. Dengan demikian, energi kinetik bola pada ketinggian 2 m sama dengan perubahan energi potensial dari ketinggian 5 m ke 2 m. Ek = ΔEp = mgΔh = 0,1 × 10 × 5 − 2 = 3 Jadi, energi kinetik bola pada ketinggian 2 meter adalah 3 joule D. 34. Seorang supir bis mempercepat laju mobilnya dari 10 m/s menjadi 20 m/s. Jika massa bis kg, maka usaha yang dilakukan mobil bis adalah.... A. 10 kj B. 100 kj C. 200 kj D. kj E. kj Pembahasan Menghitung usaha yang berkaitan dengan energi kinetik W = ½ m v22 – v12 W = 1/2 . kg [20 m/s2 – 10 m/s2] W = [100] joule W = joule = 100 kj Jawaban B membutuhkan usaha sebesar joule untuk mempercepat sepedanya yang mula-mula bergerak dengan kelajuan 10 m/s. Jika massa jenis dan sepeda 80 kg, kecepatan akhir sepeda adalah... A. 5√6 m/s B. 7 m/s C. 9√6 m/s D. 10 m/s E. 20 m/s Pembahasan Menghitung kecepatan akhir jika usaha yang diketahui W = ½ m v22 – v12 j = 1/2 . 80 kg v22 – 10 m/s2 v22 – 10 m/s2 = j / 40 kg = 50 j/kg v22 = 50 + 100 m/s2 = 150 m/s2 v2 = 5√6 m/s Jawaban A 36. Benda bermassa 10 kg bergerak lurus dengan percepatan 2 m/s2 selama 2 sekon. Apabila kecepatan awal benda 5 m/s, usaha yang dilakukan benda adalah... A. 40 kj B. 49 kj C. 56 kj D. 64 kj E. 75 kj Pembahasan Hitung terlebih dahulu perpindahan benda s = v0 . t + ½ . a . t2 = 5 m/s . 2 s + 1/2 . 2 m/s2. 22 s = 10 m + 4 m = 14 m Menghitung usaha yang dilakukan benda W = ½ m v22 – v12 = m . a . s = kg . 2 m/s2 . 14 m = 56 kj Jawaban C 37. Susi mendorong balok bermassa 20 kg pada lantai miring kasar dengan gaya 100 N. Jika kecepatan awal balok 4 m/s dan balok berhenti setelah menempuh jarak 4 m, besar usaha yang dilakukan gaya gesek adalah... A. 240 j B. 340 j C. 400 j D. 560 j E. 620 j Pembahasan Hitung terlebih dahulu percepatan balok F = m . a a = F / m = 100 N / 20 kg = 5 m/s Menghitung usaha W = m . a . s = 20 kg . 5 m/s2 . 4 m = 400 j Jawaban C 38. Ali mengangkat batu bermassa 10 kg dari tanah sampai ketinggian 1 m. Jika g = 10 m/s2 maka usaha yang dilakukan Ali sebesar..... A. 10 joule B. 20 joule C. 40 joule D. 80 joule joule Pembahasan Menghitung usaha yang berkaitan dengan energi potensial. W = Ep2 - Ep1 W = mgh2 = mgh1 W = mg h2 - h1 = 10 kg . 10 m/s2 1 m - 0 m W = 100 joule Jawaban E 39. Sebuah balok ditarik gaya F = 120 N yang membentuk sudut 37o terhadap arah horizontal seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini. Jika balok bergeser sejauh 10 m, tentukan usaha yang dilakukan pada balok! Pembahasan 40. Balok bermassa 2 kg berada di atas permukaan yang licin dipercepat dari kondisi diam hingga bergerak dengan percepatan 2 m/s2. Tentukan usaha yang dilakukan terhadap balok selama 5 sekon! Pembahasan Terlebih dahulu dicari kecepatan balok saat 5 sekon, kemudian dicari selisih energi kinetik dari kondisi awak dan akhirnya 41. Benda 10 kg hendak digeser melalui permukaan bidang miring yang licin seperti gambar berikut! Tentukan usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut! Pembahasan Mencari usaha dengan selisih energi potensial 42. Perhatikan grafik gaya F terhadap perpindahan S berikut ini! Tentukan besarnya usaha hingga detik ke 12! Pembahasan Usaha = Luasan antara garis grafik F-S dengan sumbu S, untuk grafik di atas luasan berupa trapesium W = 1/212 + 9 x 6 W = 1/2 216 W = 63 joule 43. Sebuah mobil bermassa kg sedang bergerak dengan kelajuan 72 km/jam mendekati lampu merah. Tentukan besar gaya pengereman yang harus dilakukan agar mobil berhenti di lampu merah yang saat itu berjarak 100 meter dari mobil! 72 km/jam = 20 m/s Pembahasan 44. Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah 103 N, maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah.... A. 4 kali B. 5 kali C. 6 kali D. 8 kali E. 10 kali Soal UMPTN 1998 Pembahasan Dua rumus usaha yang terlibat disini adalah Pada martil W = m g Δ h Pada tanah oleh gaya gesekan W = F S Cari kedalaman masuknya tongkat S oleh sekali pukulan martil F S = mgΔh 103 S = 10 100,5 S = 50/1000 = 5/100 m = 5 cm Jadi sekali jatuhnya martil, tongkat masuk tanah sedalam 5 cm. Untuk tongkat sepanjang 40 cm, maka jumlah jatuhnya martil n = 40 5 = 8 kali 45. Sebuah balok berada pada sebuah bidang miring dengan koefisien gesekan 0,1 seperti diperlihatkan gambar berikut. Balok turun ke bawah untuk tinjauan 5 meter. Tentukan a gaya-gaya yang bekerja pada balok b usaha masing-masing gaya pada balok c usaha total Gunakan g = 10 m/s2, sin 53o = 0,8, cos 53o = 0,6, W huruf besar untuk lambang usaha, dan w kecil untuk lambang gaya berat. Pembahasan a gaya-gaya yang bekerja pada balok gaya normal N, gaya berat w dengan komponennya yaitu w sin 53° dan w cos 53°, gaya gesek Fges b usaha masing-masing gaya pada balok Dengan bidang miring sebagai lintasan acuan perpindahan -Usaha oleh gaya Normal dan komponen gaya berat w cos 53° Usaha kedua gaya bernilai nol gaya tegak lurus lintasan -Usaha oleh komponen gaya berat w sin 53° W = w sin 53° . S W = mg sin 53° . S W = 6100,85 = + 240 joule Diberi tanda positif, arah mg sin 53° searah dengan pindahnya balok. -Usaha oleh gaya gesek Cari besar gaya gesek terlebih dahulu fges = μ N fges = μ mg cos 53° fges = 0,1 6100,6 = 0,36 N 3,6 N W = − fges S = − 3,6 5 = − 18 joule Diberi tanda negatif, arah gaya gesek berlawanan dengan arah pindahnya balok c usaha total Wtotal = +240 joule − 18 joule = + 222 joule Thanks to gita atas masukannya,..penempatan koma sudah diubah. 46. Sebuah balok bermassa 2 kg berada pada sebuah bidang miring kasar seperti diperlihatkan gambar berikut. Balok didorong ke atas oleh gaya F = 25 N hingga bergeser ke atas untuk tinjauan sejauh 5 meter. Gaya gesek yang terjadi antara balok dengan bidang miring sebesar 3 N. Kemiringan bidang 53° terhadap horizontal. Tentukan beserta tanda positif atau negatifnya a usaha oleh gaya F b usaha oleh gaya gesek c usaha oleh gaya berat d usaha total Pembahasan a usaha oleh gaya F W = F . S = + 25 5 = + 125 joule b usaha oleh gaya gesek W = − f . S = − 35 = − 15 joule c usaha oleh gaya berat W = − mg sin 53° . S = − 2100,85 = − 80 joule d usaha total Wtotal = + 125 − 15 − 80 = 30 joule 47. Benda seberat 10 N berada pada bidang miring yang licin dengan sudut kemiringan 30°. Bila benda meluncur sejauh 1 m, maka usaha yang dilakukan gaya berat adalah.... A. 10 sin 30° joule B. 10 cos 30° joule C. 10 sin 60° joule D. 10 tan 30° joule E. 10 tan 60° joule Dari soal Ebtanas 1990 Pembahasan Usaha oleh gaya berat W = mg sin θ Dari soal telah diketahui bahwa mg = 10 Newton dan θ = 30°, sehingga W = 10 sin 30° joule A 48. Sebuah benda massanya 2 kg jatuh bebas dari puncak gedung bertingkat yang tingginya 100 m. Apabila gesekan dengan udara diabaikan dan g = 10 m s–2 maka usaha yg dilakukan oleh gaya berat sampai pada ketinggian 20 m dari tanah adalah..... A. 200 joule B. 400 joule C. 600 joule D. joule E. joule Dari soal Ebtanas 1992 Pembahasan Usaha, perubahan energi potensial gravitasi W = mgΔ h W = 2 x 10 x 100 − 20 W = 1600 joule 49 .Sebuah mobil dengan massa 1 ton bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya 5 m s–1. Besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah... A. joule B. joule C. joule D. joule E. joule Dari Ebtanas 1994 Pembahasan Usaha perubahan energi kinetik benda W = 1/2 m Δv2 W = 1/2 x 1000 x 52 W = 12 500 joule Catatan Jika diketahui dua buah kecepatan atau v, maka v nya dikuadratkan dulu baru dikurangkan, bukan dikurangkan terus dikuadratkan!. 50. Sebuah benda massa 5 kg berada di bagian atas bidang miring yang licin. Jika kecepatan awal benda adalah 2 m/s tentukan usaha yang terjadi saat benda mencapai dasar bidang miring, gunakan percepatan gravitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2 dan sin 53o = 4/5! Pembahasan Cara pertama Usaha = selisih energi kinetik benda Saat kecepatannya 2 m/s, energi kinetiknya adalah Ek = 1/2 mv2 = 1/2 522 = 10 joule Berikutnya harus tahu kecepatan benda saat tiba dibawah, cari dulu percepatannya Percepatan benda pake hukum newton F = ma mg sin 53° = ma g sin 53° = a 10 × 4/5 = a a = 8 m/s2 Kecepatan benda, rumus glbb Vt2 = Vo2 + 2aS Vt2 = 22 + 2810 Vt2 = 4 + 160 = 164 m/s Di sini dibiarkan dalam bentuk Vt2 saja, karena nanti diperlukan Vt2 . Saat sampai di bawah, energi kinetiknya adalah Ek = 1/2 mv2 = 1/2 5164= 410 joule Sehingga, Usaha = selisih energi kinetik benda W = 410 − 10 = 400 joule Cara kedua W = selisih energi potensial benda W = mgΔh W = 51010 sin 53° W = 50 104/5 = 400 joule Cara ketiga W = F S gaya dikali perpindahan yang jadi gaya F = mg sin 53° perpindahannya S = 10 m Jadinya W = mg sin 53° S W = 5 104/510 = 400 joule PertanyaanMobil A memiliki massa 6kali massa mobil B, sedangkan laju mobil A adalah 0,25 kali laju mobil B. Kedua mobil masing-masing diperlambat oleh gaya konstan yang sama F, sampai keduanya berhenti. Apabila jarak yang diperlukan untuk menghentikan mobil A adalah 6meter, perbandingan jarak untuk mobil A dan mobil B untuk berhenti adalah ....Mobil A memiliki massa 6 kali massa mobil B, sedangkan laju mobil A adalah 0,25 kali laju mobil B. Kedua mobil masing-masing diperlambat oleh gaya konstan yang sama F, sampai keduanya berhenti. Apabila jarak yang diperlukan untuk menghentikan mobil A adalah 6 meter, perbandingan jarak untuk mobil A dan mobil B untuk berhenti adalah .... 1 21 32 33 43 8YMY. MaghfirahMaster TeacherJawabanjawaban yang tepat adalah yang tepat adalah kasus ini maka berlaku hubungan Usaha oleh gaya F sama dengan perubahan energi kinetiknya Untuk mobil A Untuk mobil B Perbandingan mobil A dan B yaitu Jadi, jawaban yang tepat adalah kasus ini maka berlaku hubungan Usaha oleh gaya F sama dengan perubahan energi kinetiknya Untuk mobil A Untuk mobil B Perbandingan mobil A dan B yaitu Jadi, jawaban yang tepat adalah E. Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher di sesi Live Teaching, GRATIS!35Yuk, beri rating untuk berterima kasih pada penjawab soal! FisikaMekanika Kelas 10 SMAUsaha Kerja dan EnergiKonsep EnergiMobil A memiliki massa 0,75 kali massa mobil B, sedangkan laju mobil A adalah 0,25 kali laju mobil B. Kedua mobil masing-masing diperlambat oleh gaya konstan yang sama F , sampai keduanya berhenti. Apabila jarak yang diperlukan untuk menghentikan mobil A adalah 3 meter, jarak bagi mobil B untuk berhenti adalah ....A. 64 meterD. 8 meterB. 32 metrE. 4 meterC. 8 meterKonsep EnergiUsaha Kerja dan EnergiMekanikaFisikaRekomendasi video solusi lainnya0106A pabila Siswo bersepeda menuruni bukit tanpa mengayuh pe...0100Sebuah bola bermassa 1 kg dilempar dari tanah vertikal ...

mobil a memiliki massa 0 75 kali massa mobil b