Contoh soal hukum newton

Click here to load reader

  • date post

    19-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    76
  • download

    14

Embed Size (px)

description

Contoh Newton

Transcript of Contoh soal hukum newton

  • Hukum Newton I F = 0 benda diam atau benda bergerak dengan kecepatan konstan / tetap atau percepatan gerak benda nol atau benda bergerak lurus beraturan (GLB)

    HUKUM NEWTON I (tentang Gerak) :Sebuah benda akan dalam keadaan diam atau bergeraklurus beraturan apabila resultante gaya yang bekerja padabenda tersebut sama dengan NOL.

    CONTOH-CONTOH SOAL :

    Hukum Newton I F = 0 benda diam atau benda bergerak dengan kecepatan konstan / tetap atau percepatan gerak benda nol atau benda bergerak lurus beraturan (GLB)

  • Hukum Newton II F = ma benda bergerak dengan percepatan tetap benda bergerak lurus berubah beraturan (GLBB) kecepatan gerak benda berubahGaya Gesek

    s = s Nk = k N

    Diamana :N = gaya normal,s = koefisien gesek statis,k = koefisien gesek kinetisGaya BeratW = mg

    Hukum Newton II F = ma benda bergerak dengan percepatan tetap benda bergerak lurus berubah beraturan (GLBB) kecepatan gerak benda berubahGaya Gesek

    s = s Nk = k N

    Diamana :N = gaya normal,s = koefisien gesek statis,k = koefisien gesek kinetisGaya BeratW = mg

  • Hukum Newton IIIMakna dari hukum Newton III ini adalah bahwa jika suatu benda mengerjakangaya pada benda lain, maka benda lain tersebut akan mengerjakan gaya yangsama besar padanya secara berlawanan arah. Atau dengan kata lain bahwa tidakada gaya yang timbul itu sendirian, melainkan setiap gaya yang timbul akanmenimbulkan gaya lain yang sama besar tetapi berlawanan arah. Sebagai contohjika anda mendorong sebuah dinding, maka semakin kuat anda mendorongdinding tersebut maka semakin kuat pula dinding akan mendorong anda.Secara matematis rumus dari hukum newton ketiga ini adalah sbb :F aksi = F reaksiw = m. g > rumus gaya beratKeterangan :F aksi = Gaya mula-mulaF reaksi = Gaya yang timbul karena F aksiw = Gaya berat yang terpengaruh gravitasim = massa bendag = gravitasi bumi

    Hukum Newton IIIMakna dari hukum Newton III ini adalah bahwa jika suatu benda mengerjakangaya pada benda lain, maka benda lain tersebut akan mengerjakan gaya yangsama besar padanya secara berlawanan arah. Atau dengan kata lain bahwa tidakada gaya yang timbul itu sendirian, melainkan setiap gaya yang timbul akanmenimbulkan gaya lain yang sama besar tetapi berlawanan arah. Sebagai contohjika anda mendorong sebuah dinding, maka semakin kuat anda mendorongdinding tersebut maka semakin kuat pula dinding akan mendorong anda.Secara matematis rumus dari hukum newton ketiga ini adalah sbb :F aksi = F reaksiw = m. g > rumus gaya beratKeterangan :F aksi = Gaya mula-mulaF reaksi = Gaya yang timbul karena F aksiw = Gaya berat yang terpengaruh gravitasim = massa bendag = gravitasi bumi

  • Balok bermassa 2 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan = 30o,sehingga balok bergerak dengan percepatan konstan. Jika g = 10 ms2, maka besar gaya yangmenggerakan balok itu adalah

    CONTOH SOAL 1 :

    Diketahui :m = 2 kg,g = 10 m/s2, = 30ow = m g = (2)(10) = 20 kg m/s2 = 20 NDitanya : Gaya yang menggerakan balok ?Jawab :Ditanya : Gaya yang menggerakan balok ?Jawab :

    Gaya yang menggerakan balok adalah wx.wx= w sin tetawx= (20 N)(sin 30o)wx= (20 N)(0,5)wx= 10 N.Gaya yang menggerakan balok adalah 10 Newton.

  • Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 12 N ke arah kanan. Jikakoefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1dan g = 10 m/s2 tentukan besarnya :a) Gaya normalb) Gaya gesek antara benda dan lantaic) Percepatan gerak benda

    Contoh 2 :

    Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambarberikut:

    b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statismaksimum yang bisa terjadi antara benda danlantai:fsmaks = s Nfsmaks = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya gesek statis maksimum masihlebih besar dari gaya yang menarik benda (F)sehingga benda masih berada dalam keadaandiam. Sesuai dengan hukum Newton untukbenda diam : Fx = 0F fges = 012 fges = 0fges = 12 N

    c) Percepatan gerakbendaBenda dalamkeadaan diam,percepatan bendaNOL ( 0 )a) Gaya normal

    Fy = 0N W = 0N mg = 0N (10)(10) = 0N = 100 N

    b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statismaksimum yang bisa terjadi antara benda danlantai:fsmaks = s Nfsmaks = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya gesek statis maksimum masihlebih besar dari gaya yang menarik benda (F)sehingga benda masih berada dalam keadaandiam. Sesuai dengan hukum Newton untukbenda diam : Fx = 0F fges = 012 fges = 0fges = 12 N

    c) Percepatan gerakbendaBenda dalamkeadaan diam,percepatan bendaNOL ( 0 )

  • Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 25 N ke arah kanan. Jikakoefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 dang = 10 m/s2 tentukan besarnya :a) Gaya normalb) Gaya gesek antara benda dan lantaic) Percepatan gerak bendad) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

    Contoh 3 :

    b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statismaksimum yang bisa terjadi antarabenda dan lantai:fsmaks = s Nfsmaks = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya yang gesek statismaksimum (20 N) lebih kecil dari gayayang menarik benda (25 N), Sehinggabenda bergerak. Untuk benda yangbergerak gaya geseknya adalah gayagesek dengan koefisien gesek kinetis :fges = fk = k Nfges = (0,1)(100) = 10 N

    c) Percepatan gerak bendaHukum Newton II : Fx = maF fges = ma25 10 = 10aa = 15/10 = 1,5 m/s2

    Jawab :

    a) Gaya normal Fy = 0N W = 0N mg = 0N (10)(10) = 0N = 100 N

    b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statismaksimum yang bisa terjadi antarabenda dan lantai:fsmaks = s Nfsmaks = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya yang gesek statismaksimum (20 N) lebih kecil dari gayayang menarik benda (25 N), Sehinggabenda bergerak. Untuk benda yangbergerak gaya geseknya adalah gayagesek dengan koefisien gesek kinetis :fges = fk = k Nfges = (0,1)(100) = 10 N

    c) Percepatan gerak bendaHukum Newton II : Fx = maF fges = ma25 10 = 10aa = 15/10 = 1,5 m/s2

    d) Jarak yang ditempuh bendasetelah 2 sekonS = Vo t + 1/2 at2S = 0 + 1/2(1,5)(22)S = 3 meter

  • Perhatikan gambar berikut, benda 5 kg mula-mula dalam kondisi tidak bergerak!Contoh 4 :

    Jika sudut yang terbentuk antara gaya F = 25 N dengan garis mendataradalah 37o, koefisien gesek kinetis permukaan lantai adalah 0,1 danpercepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan nilai:a) Gaya normalb) Gaya gesekc) Percepatan gerak benda jika (sin 37o = 0,6 dan cos 37o = 0,8)

    Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambarberikut: b) Gaya gesek

    Jika dalam soal hanya diketahui koefisien gesekkinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak,sehingga fges = fk :fges = k Nfges = (0,1)(35) = 3,5 N

    a) Gaya normal Fy = 0N + F sin W = 0N = W F sin = (5)(10) (25)(0,6) = 35 N

    b) Gaya gesekJika dalam soal hanya diketahui koefisien gesekkinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak,sehingga fges = fk :fges = k Nfges = (0,1)(35) = 3,5 N

    c) Percepatan gerak benda Fx = maF cos fges = ma(25)(0,8) 3,5 = 5a5a = 16,5a = 3,3 m/s2

  • Balok A massa 40 kg dan balok B massa 20 kg berada di atas permukaan licin didorong oleh gayaF sebesar 120 N seperti diperlihatkan gambar berikut!

    Contoh 5:

    Tentukan :a) Percepatan gerak kedua balokb) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B

    a) Percepatan gerak kedua balok. Tinjau sistem : F = ma120 = (40 + 20) aa = 120/60 m/s2

    Cara kedua, Tinjau benda B :a) Percepatan gerak kedua balok. Tinjau sistem : F = ma120 = (40 + 20) aa = 120/60 m/s2

    b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan BCara pertama, Tinjau benda A : F = maF Fkontak = mA a120 Fkontak = 40(2)Fkontak = 120 80 = 40 Newton

    F = maFkontak = mB aFkontak = 20(2) = 40 Newton

    Kesimpulan : hasil dengan cara 1 dan 2hasilnya sama yakni Fkontak = 40Newton....!!!!

  • Balok A dan B terletak pada permukaan bidang miring licin didorong oleh gaya F sebesar 480 Nseperti terlihat pada gambar berikut!

    Contoh 6 :

    Tentukan :a) Percepatan gerak kedua balokb) Gaya kontak antara balok A dan B

    a) Percepatan gerak kedua balokTinjau Sistem :Gaya-gaya pada kedua benda (disatukan A dan B)terlihat pada gambar berikut:

    b) Gaya kontak antara balok A dan BCara pertama, tinjau balok AGaya-gaya pada balok A terlihat pada gambarberikut :

    a) Percepatan gerak kedua balokTinjau Sistem :Gaya-gaya pada kedua benda (disatukan A dan B)terlihat pada gambar berikut:

    F = maF W sin 37o = ma480 (40 + 20)(10)(0,6) = (40 + 20) aa = 120/60 = 2 m/s2

    b) Gaya kontak antara balok A dan BCara pertama, tinjau balok AGaya-gaya pada balok A terlihat pada gambarberikut :

    F = maF WA sin 37o Fkontak = mA a480 (40)(10) (0,6) Fkontak = (40)(2)480 240 80 = FkontakFkontak = 160 Newton

  • Cara kedua, tinjau benda B

    F = maFkontak WB sin 37o = mB aFkontak (20)(10)(0,6) =(20)(2)Fkontak = 40 + 120 = 160 Newton

    Kesimpulan : hasil dengan cara 1 dan 2 hasilnya sama yakniFkontak = 160 Newton....!!!!Kesimpulan : hasil dengan cara 1 dan 2 hasilnya sama yakniFkontak = 160 Newton....!!!!

  • Massa A = 4 kg, massa B = 6 kg dihubungkan dengan tali dan ditarik gaya F = 40 N ke kanan dengansudut 37o terhadap arah horizontal!

    Contoh 7 :

    Jika koefisien gesekan kinetis kedua massa dengan lantaiadalah 0,1 tentukan:a) Percepatan gerak kedua massab) Tegangan tali penghubung antara kedua massa

    Tinjauan massa B :Besar gaya gesek :fgesB = k NfgesB = (0,1)(36) = 3,6 N

    Nilai gaya normal N : Fy = 0N + F sin 37o = WN + (40)(0,6) = (6)(10)N = 60 24 = 36 N

    Besar gaya gesek :fgesB = k NfgesB = (0,1)(36) = 3,6 N

    Hukum Newton II: Fx = maF cos 37o fgesB T = ma(40)(0,8) 3,6 T = 6 a28,4 T = 6 a (persamaan 1)

  • Tinjauan gaya-gaya pada massa A: