MEDIA PEMBELAJARAN FISIKA

header ads
Sesungguhnya pada langit dan bumi, benar-benar terdapat tanda-tanda kekuasan-Nya bagi orang-orang yang beriman. (QS Al - Jaatsiyah: 3)

Soal dan Pembahasan Fisika: Usaha

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم


Soal 1
Sebuah benda yang beratnya 10 N berada pada bidang datar. Pada benda tersebut bekerja sebuah gaya mendatar sebesar 20 N sehingga benda berpindah sejauh 50 cm. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?

Pembahasan:
Diketahui: W= 10 N, F= 20 N, dan s= 50 cm = 0,5 m
Ditanya: W
Jawab:
W= Fs
W= 20. 0,5 = 10 joule
==============================================

Soal 2
Sebuah benda m= 4 kg ditarik dengan gaya 60 N seperti gambar berikut. 
Tentukan usaha yang dilakukan gaya tersebut untuk memindahkan benda sejauh 5 m!

Pembahasan:
Diketahui: F= 60 N, α = 60o ; s = 5 m
Ditanya: W
Jawab:
W= F cos α . s
W = 60.cos 60o. 5
W = 60. 1/2 . 5
W = 150 J
===============================================

Soal 3 
Sebuah gaya F= (3i + 4j) N melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah 
menurut r = (5i+ 5j) m dan vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu-x dan sumbu-y pada koordinat Cartesian. Berapakah usaha yang dilakukan gaya tersebut?

Pembahasan:
Diketahui: F= (3i + 4j) N ; r = (5i+ 5j) m
Ditanya: W
JAwab:
W = F. s
atau 
W = F.r 
W = (3i+ 4j) . (5i+ 5j) 
W = 15 + 20 = 35 joule
===============================================

Soal 4
Perhatikan gambar berikut! 
Dua orang siswa Adan B menarik peti yang terletak pada lantai dengan arah 37o dan 60terhadap lantai. Tentukan usaha yang dilakukan oleh siswa A dan B jika besarnya gaya kedua siswa tersebut 10 N dan 12 N dan peti berpindah ke kanan sejauh 4 m!

Pembahasan:
Diketahui : F1 = 10 N; F2 = 12 N; s = 4 m ; α1 = 37° ; α2 = 60°
Ditanya: W
Jawab:
W = (F1 + F2).s 
W = ( 10 cos 37° + 12 cos 60°). 4
= (10 · 0,8 + 12 · 0,5). 4
= ( 8 + 6 ). 4
= 56 J

=================================================

Soal 5
Perhatikan gambar dibawah ini! 
Sebuah balok mengalami gaya F yang arahnya sejajar sumbu X. Gaya yang bekerja ini merupakan fungsi perpindahan. Hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut ketika balok berpindah dari:
a. x= 0 ke x= 1 meter
b. x= 0 ke x= 3 meter

Pembahasan:
Usaha dihitung dengan menghitung luas di bawah grafik gaya fungsi perpindahan.
a. Usaha dari x= 0 ke x= 1 meter sama dengan luas segitiga OAD (perhatikan gambar).
W = luas OAD
W = 1/2 . 1. 4
W = 2 J

b. Usaha dari x= 0 ke x= 3 sama dengan luas trapesium OABC (perhatikan gambar).
W = luas OABC
W = (1 + 3). 4 / 2
W = 8 J

===============================================
Soal 6

Sebuah meja massanya 10 kg mula-mula diam diatas lantai licin, didorong selama 3 sekon bergerak lurus dengan percepatan 2 m/s2. Tentukan besar usaha yang terjadi! 

Pembahasan;

Diketahui : m = 10 kg ; t = 3s ; a = 2 m/s2; v1 = 0

Ditanya : W

Jawab : 

  • v2 = v1 + a . t = 0 + 2 m/s2 . 3 s = 6 m/s
  • W = 1/2 m (v22 – v12)
  • W = 1/2 . 10 kg . (62 – 02) m2/s2
  • W = 180 J
===================================

Sumber: BSE Fisika XI Aip S, Setya N

Posting Komentar

0 Komentar