Fisikamus- Kumpulan soal fisika tentang hubungan usaha dengan energi kinetik. Pembahasan soal usaha dan energi potensial ini merupakan pembahasan tentang beberapa model soal yang paling sering keluar khususnya yang berkaitan dengan usaha dan energi potensial. Berikut beberapa model soal yang akan dibahas:
1. Menentukan usaha jika perubahan ketinggian diketahui
2. Menentukan perubahan ketinggian jika usaha diketahui
3. Menentukan usaha untuk memindahkan benda di bidang miring
4. Menentukan gaya jika energi potensial diketahui
5. Menentukan energi potensial benda jika usaha diketahui
A. 120 J
B. 100 J
C. 180 J
D. 200 J
E. 240 J
Pembahasan :
Dik : m = 8 kg, h1 = 0, h2 = 2 m, g = 10 m/s2
Dit : W = ... ?
Usaha untuk memindahkan balok:
⇒ W = ΔEp
⇒ W = m.g.Δh
⇒ W = m.g.(h2 - h1)
⇒ W = 8 (10) (2 - 0)
⇒ W = 160 J.
Soal 2
Sebuah benda bermassa 4 kg yang mula-mula diam bergerak dengan percepatan 4 m/s2. Jika benda bergerak selama 5 detik, maka usaha yang diubah menjadi energi kinetik adalah sebesar ...
A. 200 J
B. 400 J
C. 600 J
D. 800 J
E. 100 J
Lihat pembahasan >>
A. 10 meter
B. 8 meter
C. 6 meter
D. 5 meter
E. 4 meter
Pembahasan :
Dik : W = 4000, m = 50 kg, g = 10 m/s2
Dit : Δh = ... ?
Perubahan ketinggian benda:
⇒ W = ΔEp
⇒ W = m.g.Δh
⇒ 4000 = 50 (10) Δh
⇒ 4000 = 500 Δh
⇒ Δh = 4000/500
⇒ Δh = 8 m.
Soal 4
Sebuah benda yang beratnya 40 N diangkat dari permukaan tanah. Jika setelah mencapai ketinggian 10 meter benda tersebut dilepaskan kembali, maka energi kinetik benda saat ketinggiannya 5 meter di atas permukaan tanah adalah ....
A. 200 J
B. 150 J
C. 100 J
D. 80 J
E. 50 J
Lihat pembahasan >>
A. 600 Joule
B. 800 Joule
C. 900 Joule
D. 1000 Joule
E. 1200 Joule
Pembahasan :
Dik : m = 60 kg, h = 1,5 m, g = 10 m/s2
Dit : W = ... ?
Usaha yang dibutuhkan:
⇒ W = ΔEp
⇒ W = m.g.Δh
⇒ W = 60 (10) (1,5 - 0)
⇒ W = 600 (1,5)
⇒ W = 900 J.
Soal 6
Jika untuk memanjat sebuah pohon yang tingginya 10 meter seorang anak yang massanya 40 kg membutuhkan waktu 10 detik, maka daya yang dibutuhkan anak agar dapat memanjat pohon tersebut adalah ...
A. 500 watt
B. 450 watt
C. 400 watt
D. 300 watt
E. 250 watt
Lihat pembahasan >>
A. 40 N
B. 50 N
C. 100 N
D. 400 N
E. 500 N
Pembahasan :
Dik : m = 0,5 kg, h = 2 m, s = 2 cm = 0,02 m
Dit : F = ... ?
Gaya rata-rata pasir:
⇒ W = ΔEp
⇒ F.s = m.g.Δh
⇒ F (0,02) = 0,5 (10) (0 - 2)
⇒ 0,02 F = -10
⇒ F = -10/0,02
⇒ F = -500 N
Tanda negatif menyatakan arah. Karena pasir berperan menghambat laju benda maka gaya yang diberikan pasir menghasilkan usaha negatif.
Soal 8
Dari bagian tepi atas sebuah meja setinggi 2 m, benda bermassa 1 kg didorong hingga benda bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s. Lintasan gerak benda membentuk setengah gerak parabola seperti gambar di bawah ini.
Besar energi mekanik yang dimiliki benda saat ketinggiannya 0,5 meter di atas permukaan lantai adalah ...
A. 48 J
B. 40 J
C. 36 J
D. 32 J
E. 28 J
Lihat pembahasan >>
A. 30 Joule
B. 40 Joule
C. 60 Joule
D. 80 Joule
E. 100 Joule
Pembahasan :
Dik : m = 0,1 kg, Vo = 60 m/s, Vt = 40 m/s, ho = 0
Dit : Ep = ... ?
Usaha yang dibutuhkan:
⇒ W = ΔEk
⇒ W = ½.m (Vt2 - Vo2)
⇒ W = ½ (0,1) (402 - 602)
⇒ W = 0,05 (1600 - 3600)
⇒ W = 0,05 (-2000)
⇒ W = -100 J
Tanda negatif menandakan bahwa gaya yang melakukan usaha arahnya berlawanan dengan arah gerak. Dalam hal ini, gaya yang melakukan usaha adalah gaya gravitasi.
Energi potensial peluru:
⇒ W = ΔEp
⇒ 100 = Ep - Epo
⇒ 100 = Ep - m.g.ho
⇒ 100 = Ep - 0,1 (10) (0)
⇒ 100 = Ep - 0
⇒ Ep = 100 Joule.
Soal 10
Air terjun setinggi 30 meter digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air. Jika setiap detik air mengalir sebanyak 15 m3 dan efisiensi generator yang digunakan adalah 50%, maka daya rata-rata yang dihasilkan adalah ....
A. 2250 kW
B. 2200 kW
C. 2100 kW
D. 2000 kW
E. 1850 kW
Lihat pembahasan >>
1. Menentukan usaha jika perubahan ketinggian diketahui
2. Menentukan perubahan ketinggian jika usaha diketahui
3. Menentukan usaha untuk memindahkan benda di bidang miring
4. Menentukan gaya jika energi potensial diketahui
5. Menentukan energi potensial benda jika usaha diketahui
Soal 1 : Menentukan Hubungan Usaha dan Energi Potensial
Sebuah balok bermassa 8 kg didorong dari dasar bidang miring licin yang panjangnya 4 meter. Jika puncak bidang miring berada pada ketinggian 2 meter di atas permukaan lantai dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan balok ke puncak adalah ...A. 120 J
B. 100 J
C. 180 J
D. 200 J
E. 240 J
Pembahasan :
Dik : m = 8 kg, h1 = 0, h2 = 2 m, g = 10 m/s2
Dit : W = ... ?
Usaha untuk memindahkan balok:
⇒ W = ΔEp
⇒ W = m.g.Δh
⇒ W = m.g.(h2 - h1)
⇒ W = 8 (10) (2 - 0)
⇒ W = 160 J.
Jawaban : B
Sebuah benda bermassa 4 kg yang mula-mula diam bergerak dengan percepatan 4 m/s2. Jika benda bergerak selama 5 detik, maka usaha yang diubah menjadi energi kinetik adalah sebesar ...
A. 200 J
B. 400 J
C. 600 J
D. 800 J
E. 100 J
Lihat pembahasan >>
Soal 3 : Menentukan Ketinggian Benda Jika Usaha Diketahui
Jika energi sebesar 4000 Joule digunakan untuk mengangkat vertikal sebuah benda yang massanya 50 kg, maka benda tersebut akan naik setinggi ....A. 10 meter
B. 8 meter
C. 6 meter
D. 5 meter
E. 4 meter
Pembahasan :
Dik : W = 4000, m = 50 kg, g = 10 m/s2
Dit : Δh = ... ?
Perubahan ketinggian benda:
⇒ W = ΔEp
⇒ W = m.g.Δh
⇒ 4000 = 50 (10) Δh
⇒ 4000 = 500 Δh
⇒ Δh = 4000/500
⇒ Δh = 8 m.
Jawaban : B
Sebuah benda yang beratnya 40 N diangkat dari permukaan tanah. Jika setelah mencapai ketinggian 10 meter benda tersebut dilepaskan kembali, maka energi kinetik benda saat ketinggiannya 5 meter di atas permukaan tanah adalah ....
A. 200 J
B. 150 J
C. 100 J
D. 80 J
E. 50 J
Lihat pembahasan >>
Soal 5 : Usaha untuk Memindahkan Benda di Bidang Miring
Seorang tukang hendak menaikkan sebuah kotak yang massanya 60 kg ke atas truk menggunakan bidang miring. Jika ketinggian lantai truk 1,5 meter, maka usaha yang harus dilakukan adalah ....A. 600 Joule
B. 800 Joule
C. 900 Joule
D. 1000 Joule
E. 1200 Joule
Pembahasan :
Dik : m = 60 kg, h = 1,5 m, g = 10 m/s2
Dit : W = ... ?
Usaha yang dibutuhkan:
⇒ W = ΔEp
⇒ W = m.g.Δh
⇒ W = 60 (10) (1,5 - 0)
⇒ W = 600 (1,5)
⇒ W = 900 J.
Jawaban : C
Jika untuk memanjat sebuah pohon yang tingginya 10 meter seorang anak yang massanya 40 kg membutuhkan waktu 10 detik, maka daya yang dibutuhkan anak agar dapat memanjat pohon tersebut adalah ...
A. 500 watt
B. 450 watt
C. 400 watt
D. 300 watt
E. 250 watt
Lihat pembahasan >>
Soal 7 : Menentukan Hubungan Gaya dengan Energi Potensial
Sebuah batu bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian 2 meter dan jatu tepat di atas hamparan pasir. Jika batu masuk sedalam 2 cm ke dalam pasir sebelum berhenti, maka gaya rata-rata yang dilakukan pasir untuk menghambat batu adalah sekitar ...A. 40 N
B. 50 N
C. 100 N
D. 400 N
E. 500 N
Pembahasan :
Dik : m = 0,5 kg, h = 2 m, s = 2 cm = 0,02 m
Dit : F = ... ?
Gaya rata-rata pasir:
⇒ W = ΔEp
⇒ F.s = m.g.Δh
⇒ F (0,02) = 0,5 (10) (0 - 2)
⇒ 0,02 F = -10
⇒ F = -10/0,02
⇒ F = -500 N
Tanda negatif menyatakan arah. Karena pasir berperan menghambat laju benda maka gaya yang diberikan pasir menghasilkan usaha negatif.
Jawaban : E
Dari bagian tepi atas sebuah meja setinggi 2 m, benda bermassa 1 kg didorong hingga benda bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s. Lintasan gerak benda membentuk setengah gerak parabola seperti gambar di bawah ini.
Besar energi mekanik yang dimiliki benda saat ketinggiannya 0,5 meter di atas permukaan lantai adalah ...
A. 48 J
B. 40 J
C. 36 J
D. 32 J
E. 28 J
Lihat pembahasan >>
Soal 9 : Menentuan Energi Potensial Jika Usaha Diketahui
Vito menembakkan peluru bermassa 0,1 kg vetikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 60 m/s. Besar energi potensial peluru saat kecepatannya menjadi 40 m/s adalah ...A. 30 Joule
B. 40 Joule
C. 60 Joule
D. 80 Joule
E. 100 Joule
Pembahasan :
Dik : m = 0,1 kg, Vo = 60 m/s, Vt = 40 m/s, ho = 0
Dit : Ep = ... ?
Usaha yang dibutuhkan:
⇒ W = ΔEk
⇒ W = ½.m (Vt2 - Vo2)
⇒ W = ½ (0,1) (402 - 602)
⇒ W = 0,05 (1600 - 3600)
⇒ W = 0,05 (-2000)
⇒ W = -100 J
Tanda negatif menandakan bahwa gaya yang melakukan usaha arahnya berlawanan dengan arah gerak. Dalam hal ini, gaya yang melakukan usaha adalah gaya gravitasi.
Energi potensial peluru:
⇒ W = ΔEp
⇒ 100 = Ep - Epo
⇒ 100 = Ep - m.g.ho
⇒ 100 = Ep - 0,1 (10) (0)
⇒ 100 = Ep - 0
⇒ Ep = 100 Joule.
Jawaban : E
Air terjun setinggi 30 meter digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air. Jika setiap detik air mengalir sebanyak 15 m3 dan efisiensi generator yang digunakan adalah 50%, maka daya rata-rata yang dihasilkan adalah ....
A. 2250 kW
B. 2200 kW
C. 2100 kW
D. 2000 kW
E. 1850 kW
Lihat pembahasan >>
0 comments :
Post a Comment