Soal Soal Gaya

Soal soal Dinamika Gerak 

Kali ini kita akan membahas beberapa soal tentang gaya.

Nomor 1

Sebuah benda bermassa 5 kg ditarik dengan gaya 30 Newton pada lantai licin seperti pada gambar. Berapakah percepatan benda tersebut?

Jawab:

Nomor 2

Sebuah benda bermassa 4 kg diberi gaya F1 sebesar 50 N ke kanan dan diberi gaya F2 sebesar 30 N ke kiri. Berapakah percepatan benda tersebut?

Jawab:

Nomor 3

Sebuah benda bermassa 5 kg diam di atas permukaan lantai. Jika percepatan gravitasinya adalah 10 m/s², berapakah gaya normal dari lantai yang diterima oleh benda tersebut?
A. 5 Newton
B. 50 Newton
C. 10 Newton
D. 0 Newton
E. 100 Newton

Jawab:
Gaya normal adalah gaya reaksi yang diberikan oleh lantai kepada benda tersebut.
Karena benda tersebut diam, maka total gaya yang bekerja padanya adalah 0. Untuk mengetahui nilai dari gaya normal, kita perlu perhatikan gaya yang bekerja pada arah vertikal.

Sigma Fy=0
N-m.g=0
N=m.g
N=5.10
N=50 Newton
Jawaban=B. 50 Newton

Nomor 4

Sama seperti soal nomor 3, namun kali ini benda diberi gaya 40 Newton ke arah bawah. Berapakah gaya normal dari lantai  yang diterima benda?
A. 50 Newton
B. 10 Newton
C. 60 Newton
D. 80 Newton
E. 90 Newton

Jawab:

Kita perlu mencermati arah gaya gaya yang bekerja
Sigma Fy =0
N-mg-F=0
N-(5.10)-40=0
N-50-40=0
N-90=0
N=90 Newton
Jawaban=E. 90 Newton

Nomor 5

Sebuah benda bermassa 6 kg diam di atas lantai. Jika benda tersebut diberi gaya 30 Newton ke atas, berapakah gaya normal dari lantai yang benda tersebut rasakan?
A. 90 Newton
B. 80 Newton
C. 30 Newton
D. 60 Newton
E. 0 Newton

Jawab:

Sigma Fy =0
N+F-m.g=0
N+30-(6.10)=0
N+30-60=0
N-30=0
N=30 Newton
Jawaban=C. 30 Newton

Nomor 6

Sebuah benda bermassa 3 kg diberi gaya F=20 Newton dengan arah 30° terhadap horizontal seperti pada gambar. Jika benda tidak terangkat pada lantai, Berapakah gaya Normal dari lantai yang diterima oleh benda tersebut? (Sin 30°=0,5)
A. 20 Newton
B. 30 Newton
C. 40 Newton
D. 50 Newton
E. 10 Newton

Jawab:
Pada soal ini, total gaya-gaya vertikal yang bekerja pada Benda adalah 0 (Sigma Fy=0). Maka dari itu kita perlu menguraikan gaya F pada arah vertikal.

Sigma Fy=0
N+F.Sin 30°-m.g=0
N+(20.(0,5))-3.10=0
N+10-30=0
N-20=0
N=20 Newton
Jawaban=A. 20 Newton

Nomor 7

Seekor anjing besar berada dalam lift yang bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s². Jika massa anjing adalah 80 kg, berapakah gaya normal yang diberikan oleh lantai lift kepada anjing tersebut?
A. 800 Newton
B. 640 Newton
C. 960 Newton
D. 880 Newton
E. 720 Newton

Jawab:
Gaya normal yang diberikan pada anjing tersebut tak hanya untuk menahan beban Sang Anjing, tetapi juga membuat anjing tersebut bergerak dengan dipercepat ke atas. Maka dari itu Sigma Fy tidak sama dengan 0 ( karena anjing bergerak dipercepat).
Gaya Normal arahnya ke atas, sedangkan gaya berat anjing(mg) arahnya ke bawah. Anjing bergerak ke atas, itu artinya gaya normal lebih besar dari gaya berat anjing
Sigma Fy =m.a
N-m.g=m.a
N-(80.10)=80.2
N-800=160
N=160+800=960 Newton
Jawaban=C. 960 Newton


Nomor 8

Sama seperti soal nomor 7, namun kali ini lift bergerak turun dengan percepatan 2 m/s². Berapakah gaya normal yang diberikan oleh lantai lift kepada Sang Anjing?
A. 800 Newton
B. 640 Newton
C. 960 Newton
D. 880 Newton
E. 720 Newton

Jawab:
Anjing turun dipercepat ke bawah. Itu artinya, gaya berat anjing lebih besar daripada gaya normal yang diberikan oleh lift
Sigma Fy =m.a
m.g-N=m.a
80.10-N=80.2
800-N=160
N=800-160
N=640 Newton
Jawaban=B. 640 Newton

Nomor 9

Dua buah benda dihubungkan menggunakan tali, lalu ditarik dengan gaya F=40 Newton seperti pada gambar. Jika massa benda pertama 3 kg dan massa benda kedua 7 kg, berapakah percepatan kedua benda, dan berapakah tegangan tali yang menghubungkan dua benda tersebut?

Jawab:

Langkah pertama, kita harus menentukan percepatan. 

Setelah kita mengetahui percepatannya, kita akan Mencari tegangan tali yang menghubungkan kedua benda. Kita bisa menemukan tegangan tali dengan meninjau benda pertama ataupun benda kedua.
Meninjau benda pertama (benda 3kg)

Meninjau benda kedua (benda 7kg)

Ternyata, setelah kita meninjau 2 benda, kita mendapatkan hasil tegangan tali yang sama.
Jawaban=C


Nomor 10

Sebuah benda bermassa m1=5 kg dihubungkan dengan tali kepada benda bermassa m2=15 kg yang berada di atas meja seperti pada gambar. Jika katrol licin, serta massa katrol dan tali diabaikan, berapakah percepatan sistem, dan berapakah tegangan tali yang menghubungkan kedua benda?

Jawab:

Pada gambar tersebut, benda m1 mendapat gaya gravitasi , dan membuatnya bergerak dipercepat bersama dengan benda m2. Langkah pertama kita akan menentukan percepatan sistem.

Setelah kita menemukan percepatan sistem, kita akan Mencari besar tegangan tali dengan meninjau salah satu benda.
Tinjau benda m2=15 kg

Dengan meninjau benda m2, kita dapatkan bahwa besar tegangan talinya adalah 37,5 N. Sekarang kita akan meninjau benda m1. Apakah nilai tegangan talinya juga sama
Tinjau benda m1=5 kg

Ternyata, setelah kita meninjau benda m1, nilai dari tegangan tali juga 37,5 N.
Jawaban=A