Soal 1
Sebuah peti bermassa 6 kg ditarik dengan gaya tetap F = 50N yang arahnya 37° terhadap horizontal (sin 37°=0,6). Sebuah gaya P = 10N menghambat gerakan peti itu. Peti berpindah sejauh 3 m ke kanan
(a) Gambar diagram bebas pada peti,
(b) Hitunglah usaha yang dilakukan oleh setiap gaya yang bekerja pada peti
(c) Hitung usaha total yang dilakukan pada peti
Jawab:
(a) Gambar diagram bebas pada peti,
Sebuah peti bermassa 6 kg ditarik dengan gaya tetap F = 50N yang arahnya 37° terhadap horizontal (sin 37°=0,6). Sebuah gaya P = 10N menghambat gerakan peti itu. Peti berpindah sejauh 3 m ke kanan
(a) Gambar diagram bebas pada peti,
(b) Hitunglah usaha yang dilakukan oleh setiap gaya yang bekerja pada peti
(c) Hitung usaha total yang dilakukan pada peti
Jawab:
(a) Gambar diagram bebas pada peti,
(b) usaha yang dilakukan oleh setiap gaya yang bekerja pada peti
Usaha oleh gaya FX: WX = F cos 370 x Δs = 50 N x 4/5 x 3 m = 120 J
Usaha oleh gaya Fy : Wy = Fy Δs cos 900 = 0
Usaha oleh gaya N: WN = NΔs cos 900 = 0
Usaha oleh gaya berat: Wg = mgΔs cos 2700 = 0
Usaha oleh gaya P: WP = PΔs cos 1800 = 10 N x 3 m (-1) m = - 30 J
(c) Usaha total yang dilakukan pada peti
WT = Wx + Wy + WN + Wg + WP = 120 J + 0 + 0 + 0 + (-30 J) = 90 J
Soal 2
Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak ke atas pada sebuah bidang miring yang bersudut 370 (sin 370 = 0,6 ) terhadap orizontal . Tiga buah gaya luar bekerja pada benda gaya 80 N horizontal, gaya 100 N searah gerak benda dan gaya gesekan 10 N melawan arah gerak benda , jika benda berpindah sejauh 20 m
(a) gambarkan diagram bebas benda
(b) hitung usaha yang dilakukan oleh setiap gaya dalam (a)
(c) hitung usaha total yang bekerja pada benda
Jawab:
(a) gambarkan diagram bebas benda
(b) usaha yang dilakukan oleh setiap gaya dalam (a)
Usaha oleh gaya A: WA = A Δs cos 370 = 80 N x 4/5 x 20 m = 1280 J
Usaha oleh gaya B : WB = B Δs cos 00 = 100 N x 20 m = 2000 J
Usaha oleh gaya N: WN = NΔs cos 900 = 0
Usaha oleh gaya berat: Wg = mgΔs cos 3000 = 40 N x 20 m x ½ = 400 J
Usaha oleh gaya C: WC = CΔs cos 1800 = 10 N x 20 m (-1) m = - 200 J
(c) Usaha total yang dilakukan pada peti
WT = WA + WB + WN + WC + Wg = 1280 J + 2000 J + 0 + (-200 J) + 400 J = 3480 J
Soal 3
Balok A dengan berat 100 N bergerak menaiki bidang miring 30 derajat dan ketinggian 5 m tanpa gesekan oleh tarikan gaya F sehingga balok tersebut bergerak dengan kelajuan konstan.
Besar usaha yang telah dilakukan oleh F saat balok mencapai puncak bidang miring adalah....
A. 500 J
B. 250 J
C. 0
D. -250 J
E. -500 J
Jawab: A
Jika F menyebabkan balok bergerak dengan kelajuan tetap sampai di titik tertinggi dengan besarnya F = mg sin 300. Usaha yang dilakukan oleh gaya F adalah
W = F.s cos 00 , (θ = 00 karena antara gaya F dan s sejajar dan searah)
Usaha oleh gaya FX: WX = F cos 370 x Δs = 50 N x 4/5 x 3 m = 120 J
Usaha oleh gaya Fy : Wy = Fy Δs cos 900 = 0
Usaha oleh gaya N: WN = NΔs cos 900 = 0
Usaha oleh gaya berat: Wg = mgΔs cos 2700 = 0
Usaha oleh gaya P: WP = PΔs cos 1800 = 10 N x 3 m (-1) m = - 30 J
(c) Usaha total yang dilakukan pada peti
WT = Wx + Wy + WN + Wg + WP = 120 J + 0 + 0 + 0 + (-30 J) = 90 J
Soal 2
Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak ke atas pada sebuah bidang miring yang bersudut 370 (sin 370 = 0,6 ) terhadap orizontal . Tiga buah gaya luar bekerja pada benda gaya 80 N horizontal, gaya 100 N searah gerak benda dan gaya gesekan 10 N melawan arah gerak benda , jika benda berpindah sejauh 20 m
(a) gambarkan diagram bebas benda
(b) hitung usaha yang dilakukan oleh setiap gaya dalam (a)
(c) hitung usaha total yang bekerja pada benda
Jawab:
(a) gambarkan diagram bebas benda
Usaha oleh gaya A: WA = A Δs cos 370 = 80 N x 4/5 x 20 m = 1280 J
Usaha oleh gaya B : WB = B Δs cos 00 = 100 N x 20 m = 2000 J
Usaha oleh gaya N: WN = NΔs cos 900 = 0
Usaha oleh gaya berat: Wg = mgΔs cos 3000 = 40 N x 20 m x ½ = 400 J
Usaha oleh gaya C: WC = CΔs cos 1800 = 10 N x 20 m (-1) m = - 200 J
(c) Usaha total yang dilakukan pada peti
WT = WA + WB + WN + WC + Wg = 1280 J + 2000 J + 0 + (-200 J) + 400 J = 3480 J
Soal 3
Balok A dengan berat 100 N bergerak menaiki bidang miring 30 derajat dan ketinggian 5 m tanpa gesekan oleh tarikan gaya F sehingga balok tersebut bergerak dengan kelajuan konstan.
A. 500 J
B. 250 J
C. 0
D. -250 J
E. -500 J
Jawab: A
Jika F menyebabkan balok bergerak dengan kelajuan tetap sampai di titik tertinggi dengan besarnya F = mg sin 300. Usaha yang dilakukan oleh gaya F adalah
W = F.s cos 00 , (θ = 00 karena antara gaya F dan s sejajar dan searah)
dengan s = perpindahan benda, sin 300 = h/s, maka s = h/sin 300, maka
W = mg sin 300 (h/sin 300) = mgh
W = (100 N)(5 m) = 500 J
Post a Comment for "Contoh Soal Usaha Fisika"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!