Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Aturan Newton

.com - Hukum Newton. Pembahasan soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya terkena aturan Newton. Hukum Newton wacana gerak benda terdiri dari tiga, yaitu aturan I Newton (hukum kelembaman), aturan II Newton, dan aturan III Newton (aksi reaksi). Berbicara terkena aturan Newton maka bersahabat kaitannya dengan gerak lurus dan beberapa gaya menyerupai gaya normal, gaya gesek, dan gaya eksternal yang didiberikan pada benda. Pada soal ujian nasional, ternyata ada satu atau beberapa soal yang berafiliasi dengan aturan Newton. Pada peluang ini, edutafsi akan membagikan pembahasan beberapa 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 sedang bergerak ke atas. Jika gaya lantai lift terhadap kaki Reza yakni 520 N dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka percepatan lift tersebut yakni ....
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 mengulas soal menyerupai 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. melaluiataubersamaini demikian, gerak yang kita tinjau yakni gerak dalam arah vertikal, maka tinjau gaya-gaya yang bekerja dalam arah vertikal.

Jika diuraikan, maka pada perkara ini terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya berat dan gaya lantai lift terhadap kaki Reza. Gaya berat bekerja ke arah bawah sedangkan 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 yakni N sedangkan gaya berat W berlawanan arah gerak. melaluiataubersamaini demikian, resultan gaya yang bekerja yakni :
⇒ ∑F = N - W
⇒ ∑F = 520 - m.g
⇒ ∑F = 520 - 40(10)
⇒ ∑F = 520 - 400
⇒ ∑F = 120 N

Selanjutnya, alasannya yakni lift bergerak dan ada percepatan, maka pada perkara ini berlaku aturan II Newton. Menurut aturan II Newton, resultan gaya yang bekerja sama dengan hasil kali massa dan percepatan. Sehingga 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 yakni 3 m/s².

Jawaban : E

Soal 2 : Percepatan Lift ketika Turun

Seorang laki-laki yang berada di dalam sebuah lift bangkit 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 daerah itu 10 m/s², maka besar percepatan lift ketika turun yakni ....
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 bekerjsama sama dengan soal nomor satu spesialuntuk saja arah geraknya tidak sama. Pada soal nomor satu, lift bergerak ke atas sedangkan pada soal ini lift bergerak ke bawah. Kemudian, pada perkara 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, yaitu gaya berat yang arahnya ke bawah dan gaya normal yang arahnya ke atas.

Karena lift bergerak ke bawah dan gaya yang searah dengan lift yakni gaya berat, maka resultan gaya yang bekerja adalah:
⇒ ∑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 sehingga pada perkara 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 yakni 0,5 m/s².

Jawaban : D

Soal 3 : Menentukan Kecepatan Benda

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

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

Soal menyerupai ini bekerjsama tidak spesialuntuk melibatkan konsep aturan Newton tetapi juga konsep gerak lurus berubah beraturan, sehingga anakdidik perlu memahami kembali bagaimana konsep GLBB. Seperti yang disebutkan dalam soal, benda mula-mula membisu (artinya kecepatan awalnya nol), kemudian alasannya yakni didiberi gaya benda berpindah (itu artinya benda bergerak dan mempunyai kecepatan).

Ketika sebuah benda yang mula-mula membisu kemudian bergerak dengan kecepatan tertentu, itu berarti benda tersebut mengalami suatu percepatan. Percepatan itu muncul alasannya yakni benda didiberikan gaya yang menjadikan benda berpindah. Dalam perkara ini, gerak bendanya yakni dalam arah horizontal sehingga gaya yang ditinjau yakni gaya-gaya yang bekerja pada arah horizontal.

Gaya yang bekerja dalam arah horizontal pada soal ini spesialuntuklah gaya F yang menjadikan 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, relasi kecepatan dan percepatan yakni sebagai diberikut:
⇒ 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 setelah didiberi gaya yakni 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 didiberikan gaya gesek sehingga setelah 10 sekon kendaraan tersebut berhenti. Besar gaya gesek yang didiberikan yakni ....
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 yakni gaya yang bekerja pada arah horizontal. Jika diuraikan, pada perkara ini terdapat sebuah gaya yang bekerja berlawanan arah dengan arah gerak, yaitu gaya gesekan. Karena kendaraan diperlambat sampai berhenti, berarti ada percepatan sehingga berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ fg = 1000 a

Karena percepatan (perlambatannya) tidak diketahui, maka dicari dulu percepatannya memakai konsep gerak lurus berubah beraturan yang diperlambat. Berdasarkan konsep GLBB yang diperlambat, berlaku persamaan sebagai diberikut:
⇒ 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 tabrakan yang didiberikan pada kendaraan tersebut yakni 1500 N.

Jawaban : C

Soal 5 : Menentukan Besar Gaya Normal

Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika massa balok 3 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka besar gaya normal yang dialami oleh balok tersebut yakni ....
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 = .... ?

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

Karena pada soal tidak 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. melaluiataubersamaini demikian berlaku persamaan diberikut:
⇒ ∑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 yakni 27 N.

Jawaban : A

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