Kumpulan Soal Dan Pembahasan Perjuangan Dan Energi

Posted on
Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan. Dengan kata lain bisnis merupakan besaran yang digunakan untuk memindahkan suatu benda atau merubah kedudukan suatu benda. Bila berbicara seputar gaya dan perpindahan, maka tentu akan berafiliasi dengan energi. Oleh alasannya itu, bisnis pada prinsipnya sangat berkaitan dengan energi.

Untuk itu, ada baiknya apabila kita memahami kembali prinsip-prinsip dasar energi untuk mempermudah penyelesaian duduk masalah ihwal bisnis dan energi. Berikut sedikit soal dan pembahasan seputar bisnis dan hubungannya dengan energi. Soal dikumpulkan dari soal ujian nasional dan sedikit rujukan yang kerap digunakan di sekolah.

Kumpulan Soal

  1. Sebuah balok bermassa 4 kg berada di atas permukaan licin dalam keadaan diam. Jika balok tersebut mengalami percepatan 2 m/s2 dalam arah horizontal, maka bisnis yang dilakukan terhadap balok selama 5 detik merupakan… 
    A. 400 Joule
    B. 200 Joule
    C. 360 Joule
    D. 300 Joule
    E. Tidak ada opsi yang benar

    Pembahasan :
    Bila pada soal diketahui kecepatan atau percepatan, maka umumnya soal mengacuh pada kekerabatan bisnis dengan energi kinetik. Adapun kekerabatan bisnis dengan energi kinetik merupakan sebagai berikut :

    W =Ek = Ek – Eko = 1/2 m (v2 – vo2)

    dengan :
    W = bisnis
    v = kecepatan akhir
    vo = kecepatan mula-mula
    Ek = energi kinetik akhir
    Eko = energi kinetik mula-mula
    Ek = perubahan energi kinetik

    Pada soal diketahui :
    vo = 0
    a = 2 m/s2
    t = 5 s
    m = 4 kg

    Tentukan terlebih dahulu kecepatan tamat (kecepatan pada t 5 detik) memakai salah satu rumus GLBB yakni :

    v2 = vo2 + at
    v2 = 0 + 2(5)
    v2 = 10 m/s

    Usaha :
    W = Ek = 1/2. 4 (100 – 0)
    W = 200 Joule —> opsi B

  2. Tono menarik sebuah meja dengan kemiringan 37o terhadap arah horizontal menyerupai gambar di bawah. Jika gaya Tono sebesar 100 N berhasil memindahkan meja tersebut sejauh 5 meter, maka bisnis yang dilakukan Tono merupakan…

     Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI

    A. 400 Joule
    B. 300 Joule
    C. 355 Joule
    D. 250 Joule
    E. 500 Joule

    Pembahasan :
    Soal ini sanggup dibilang simpel namun pada umumnya berhasil menjebak murid. Kesalahan terjadi alasannya mereka menjawab dengan rumus dasar W = F.s tanpa memperhatikan sudut yang dibuat oleh gaya. Untuk itu akan sangat membantu apabila kita menguraikan gaya tono ke dalam sumbu x dan sumbu y sebagai berikut :

     Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI

    Karena meja bergerak sejauh 5 meter dalam arah horizontal maka gaya yang kita tinjau merupakan gaya Toni pada sumbu x. Gaya vertikal tak perlu ditinjau alasannya tak sesumbu dengan arah gerak. Dengan demikian,

    W = Fx . s
    W = F cos 37o . s
    W = 100 (4/5) (5)
    W = 400 Joule —> opsi A

    Tips !!
    Sudut 37o dan sudut 53o merupakan sudut istimewa yang kerap muncul di soal. Oleh alasannya itu, akan sangat membantu jikalau kita menghafalnya.
    sin 37o = 3/5 —> cos 37o = 4/5 —> tan 37o = 3/4
    Sebaliknya,
    sin 53o = 4/5 —> cos 53o = 3/5 —> tan 53o = 4/3

     

  3. Besar bisnis yang dilakukan oleh mesin terhadap sebuah kendaraan beroda empat bermassa 1 ton yang mula-mula membisu sesampai kemudian bergerak dengan kecepatan 5 m/s merupakan…
    A. 1000 Joule
    B. 1500 Joule
    C. 5000 Joule
    D. 12.500 Joule
    E. 25.000 Joule

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    v = 5 m/s
    m = 1000 kg
    vo = 0

    Usaha :
    W = Ek = 1/2. (1000) (25 – 0)
    W = 12.500 Joule —> opsi D

  4. Sebuah bola bermassa 200 gram dilempar vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 m/s. Pada titik maksimum bisnis yang dilakukan oleh gaya berat merupakan…
    A. 50 J
    B. 20 J
    C. 10 J
    D. 5 J
    E. 2,5 J

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    vo = 10 m/s
    v = 0 —> pada ketinggian maksimum kecepatan benda sama dengan nol.
    m = 0,2 kg

    Usaha :
    W = Ek = 1/2. (0,2) (0 – 100)
    W = -10 Joule —> opsi C

    Tanda negatif mengatakan bahwa gaya berat berlawanan arah dengan arah perpindahan sesampai kemudian dalam hal ini bisnis yang dilakukan gaya berat merupakan menghambat gerak.

  5. Usaha yang diharapkan untuk memindahkan sebuah benda bermassa 10 kg melalui bidang miring licin dengan kemiringan 53o menyerupai gambar di bawah merupakan…

     Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI

    A. 1000 J
    B. 800 J
    C. 600 J
    D. 400 J
    E. 100 J

    Pembahasan :
    Soal ini sanggup dikerjakan dengan memakai kekerabatan bisnis dan energi potensial :

    W = mg h

     Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI

    Dari gambar terperinci terlihat bahwa ketinggian bidang miring, bidang datar, dan bidang miring membentuk segitiga siku-siku. Oleh alasannya itu berlaku :

    W = mg s sin 53 —> dengan s merupakan sisi miring.
    W = 10 (10) (10) (4/5)
    W = 800 Joule —> opsi B.

  6. Sebuah bola bermassa 500 gram dijatuhkan dari atas gedung setinggi 2 m. Besar bisnis selama perpindahan bola tersebut merupakan…
    A. 50 J
    B. 30 J
    C. 25 J
    D. 20 J
    E. 10 J

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    m = 500 g = 0,5 kg
    h = 2 m
    vo = 0

    Model soal menyerupai ini sanggup dikerjakan dengan dua cara yakni melihat kekerabatan bisnis dengan energi kinetik atau dengan melihat kekerabatan antara bisnis dengan energi potensial. Hubungan energi potensial dengan bisnis yakni :

    W = Ep = m g h
    W = 0,5 (10) (2)
    W = 10 Joule —> opsi E

    Jika melihat kekerabatan bisnis dengan energi kinetik terlebih dahulu kita cari kecepatan jadinya dengan rumus GLBB :
    v = vo + 2gh
    v = 0 +2 (10) (2)= 40

    W = Ek
    W = 1/2 (0,5) (40 – 0)
    W = 10 Joule —> opsi E

  7. Sebuah benda 2 kg bergerak pada permukaan licin dengan kecepatan 2 m/s. Jika pada benda dilakukan bisnis sebesar 21 Joule, maka kecepatan benda tersebut akan berubah menjadi…
    A. 1 m/s
    B. 2 m/s
    C. 3 m/s
    D. 5 m/s
    E. 17 m/s

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    m = 2kg
    vo = 2 m/s
    W = 21 J

    Kecepatan tamat :
    W = Ek
    21 = 1/2 (2) (v2 – 4)
    v2 = 25
    v = 5 m/s —> opsi D

  8. Suatu benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan awal 6 m/s. Besar bisnis yang harus dilakukan untuk mengurangi kecepatan benda itu hingga kemudian menjadi sepertiganya merupakan…
    A. 100 J
    B. 86 J
    C. 64 J
    D. 36 J
    E. 24 J

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    m = 4kg
    vo = 6 m/s
    v = 1/3 (6) = 2m/s

    Usaha :
    W = Ek
    W = 1/2 (4) (4 – 36)
    W = -64 J —> opsi C
    Tanda negatif mengatakan bisnis pengereman melawan arah gerak.

  9. Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula membisu di atas lantai licin. Meja kemudian didorong selama 3 detik dan bergerak lurus dengan percepatan 2 m/so. Besar bisnis yang terjadi merupakan…

     Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI

    A. 180 J
    B. 360 J
    C. 90 J
    D. 45 J
    E. 36 J

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    m = 10 kg
    vo = 0
    t = 3 s
    a = 2 m/s2

    Kecepatan tamat
    v = vo + at = 0 + 2(3)
    v = 6 m/s

    Usaha :
    W = Ek = 1/2 (10) (36 – 0)
    W = 180 J —> opsi A

  10. Sebuah kendaraan beroda empat bermassa 5.000 kg lagi bergerak dengan kelajuan 36 km/jam. Pada jarak 100 meter di depan kendaraan beroda empat terdapat sebuah pohon yang tumbang menghalangi jalan. Besar gaya pengereman yang dibutuhkan biar truk tak menabrak pohon tersebut merupakan…

     Usaha umumnya dinyatakan sebagai besarnya hasil kali gaya dengan perpindahan KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN USAHA DAN ENERGI

    A. 2.500 N
    B. 2.000 N
    C. 1.000 N
    D. 800 N
    E. 400 N

    Pembahasan :
    Dari soal diketahui :
    m = 5000 kg
    vo = 36 km/jam = 10 m/s
    v = 0 —> berhenti
    s = 100 m

    Konsep Usaha :
    W = Ek
    F . s = 1/2 (5000) (0 – 100)
    F = 250.000/s
    F = 250.000/100
    F = 2.500 N —> opsi A

Baca Juga:   Soal Dan Pembahasan Momentum Anguler (Sudut)