Download di Aplikasi Lebih Mudah
Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi
Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download
- Pengukuran
- GLB dan GLBB
- Gerak Parabola
- Gerak Melingkar
- Hukum Newton
- Gravitasi Newton dan Hukum Keppler
- Usaha dan Energi
- Momentum dan Impuls
- Gerak Harmonik
- Rotasi Benda Tegar
- Elastisitas
- Fluida
- Kalor dan Perpindahannya
- Teori Kinetik Gas
- Gelombang Bunyi
- Gelombang Cahaya
- Alat Optik
- Gejala Pemanasan Global
- Listrik Arus Searah
- Listrik Statis
- Medan Magnet dan Induksi Elektromagnetik
- Induksi Faraday dan Arus Bolak-balik
- Gelombang Elektromagnet
- Teori Relativitas
- Teori Kuantum
- Teknologi Digital
- Inti Atom dan Radioaktivitas
--------------------------------------------------------------------
HUKUM-HUKUM NEWTON
--------------------------------------------------------------------
A.
Hukum-Hukum Newton
1.
Hukum Newton I
Newton mengatakan
bahwa “ Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang
diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan
tetap”
2. Hukum II Newton
Contoh :
3. Hukum III Newton
Bunyi hukum III
Newton adalah sebagai berikut “Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B,
maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A, yang besarnya sama
tetapi arahnya berlawanan”.
Latihan Soal 1
---------------------------------------------------------------------------
1.
Selama 4 sekon kecepatan sebuah truk
yang massanya 10 ton mengalami perubahan dari 5 m/s menjadi 25 m/s. Besarnya
gaya yang menyebabkan perubahan kecepatan tersebut adalah ….
2.
Selama 20 sekon kecepatan sebuah truk
yang massanya 200 kg mengalami perubahan dari 10 m/s menjadi 30 m/s. Besarnya
gaya yang menyebabkan perubahan kecepatan tersebut adalah ….
3. Sebuah balok 10 kg
ditarik oleh gaya mendatar F pada lantai licin, ternyata menghasilkan
percepatan 20 m/s2. Jika balok ditumpangi massa lain sebesar 4 kg,
maka percepatan balok sekarang adalah ….
4. Sebuah balok 4 kg
ditarik oleh gaya mendatar F pada lantai licin, ternyata menghasilkan
percepatan 6 m/s2. Jika balok ditumpangi massa lain sebesar 2 kg,
maka percepatan balok sekarang adalah ….
B. Jenis-Jenis Gaya
1. Gaya Berat
2. Gaya Normal
Gaya normal selalu
tegak lurus arahnya dengan bidang sentuh
3. Gaya Gesekan
Gaya gesek adalah
gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Arah gaya
gesek berlawanan arah dengan kecenderungan arah gerak benda.
Gaya gesek statis
(fs) adalah gaya gesek yang bekerja pada benda selama benda tersebut masih diam
Gaya gesek kinetis
(fk) adalah gaya gesek yang bekerja pada saat benda dalam keadaan bergerak.
Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan
berubah menjadi kalor
Latihan Soal 2
---------------------------------------------------------------------------
1. Benda dengan massa 20 kg berada di bidang
mendatar (μs= 0,20 ; μ k= 0,3) g = 10 m/s2. Bila benda diberi gaya
horisontal yang tetap sebesar 50 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada
benda tersebut adalah ....
2. Benda dengan massa 4 kg berada di bidang
mendatar (μs= 0,20 ; μ k= 0,3) g = 10 m/s2. Bila benda diberi gaya
horisontal yang tetap sebesar 10 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada
benda tersebut adalah ....
3. Benda dengan massa 10 kg berada di bidang
mendatar (μs= 0,40 ; μ k= 0,2) g = 10 m/s2. Bila benda diberi gaya
horisontal yang tetap sebesar 5 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada
benda tersebut adalah ....
4. Koefisien gesek statis antara sebuah lemari
dengan lantai kasar suatu bak truk sebesar 0,5. Besarnya percepatan maksimum
yang boleh dimiliki truk agar lemari tetap diam terhadap bak truk adalah ….
5. Koefisien gesek statis antara sebuah lemari
dengan lantai kasar suatu bak truk sebesar 2. Besarnya percepatan maksimum yang
boleh dimiliki truk agar lemari tetap diam terhadap bak truk adalah ….
6. Sebuah benda meluncur dengan kecepatan 10 ms-1
pada permukaan bidang datar kasar yang mempunyai koefisien gesekan kinetik 0,2.
Bila massa benda 1 kg dan percepatan gravitasi 10 ms-2, maka benda
akan berhenti setelah menempuh jarak ....
7. Sebuah benda meluncur dengan kecepatan 20 ms-1
pada permukaan bidang datar kasar yang mempunyai koefisien gesekan kinetik 0,8.
Bila massa benda 5 kg dan percepatan gravitasi 10 ms-2, maka benda
akan berhenti setelah menempuh jarak ....
4. Gaya Sentripetal
Arah percepatan
sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran dan tegak lurus dengan vektor
kecepatan. Menurut hukum II Newton, percepatan ditimbulkan karena adanya gaya.
Oleh karena itu, percepatan sentripetal ada karena adanya gaya yang
menimbulkannya, yaitu gaya sentripetal.
Latihan Soal 3
---------------------------------------------------------------------------
1. Sebuah batu diikat dengan tali sepanjang 0,5
meter, kemudian batu itu diputar secara horizontal. Jika massa batu 2 kg dan
berputar 30 kali dalam satu menit, tentukan besar gaya sentripetalnya ?
2. Sebuah batu diikat dengan tali sepanjang
0,25 meter, kemudian batu itu diputar secara horizontal. Jika massa batu 8 kg
dan berputar 20 kali dalam satu menit, tentukan besar gaya sentripetalnya ?
C. Penerapan Hukum Newton
1. Gerak Benda pada Bidang Datar
Contoh :
2. Gerak Dua Benda yang
Bersentuhan
contoh :
3.
Gerak Benda pada Bidang Miring
Gaya-gaya yang bekerja pada sumbu Y
adalah sebagai berikut.
Contoh :
4.
Gerak Benda yang Dihubungkan dengan
Katrol
Tinjau benda ma:
Tinjau benda mb :
Karena Anda anggap
tali tidak bermassa dan katrol licin, maka gesekan antara katrol dan tali juga
diabaikan. Sehingga tegangan tali di manamana adalah sama.
Contoh :
5.
Gaya Tekan Kaki pada Lantai Lift
Pada lift diam atau
bergerak dengan kecepatan tetap, maka Percepatannya nol.
Jika lift bergerak ke
atas dengan percepatan, maka besarnya gaya tekan kaki pada lantai lift dapat
ditentukan sebagai berikut.
Berdasarkan penalaran
yang sama seperti saat lift bergerak ke atas, maka untuk lift yang bergerak ke
bawah Anda dapatkan persamaan
Contoh :
6.
Gerak Menikung di Jalan
Untuk komponen pada sumbu X (horizontal)
Untuk Komponen sumbu Y (vertikal)
Contoh :
Gerak
Melingkar Vertikal
Anda dapat menentukan
besarnya tegangan tali pada semua keadaan
Saat benda di posisi A
Saat benda di posisi B
Saat benda di posisi C
Saat benda di posisi D
Contoh :
Kereta Luncur
Kereta luncur merupakan contoh
gerak melingkar vertikal pada sisi dalam lingkaran.
Kelajuan minimum tertentu kereta
juga disebut kelajuan kritis (vk). Kelajuan ini diperoleh
untuk NA = 0. Oleh karena itu persamaannya menjadi seperti
berikut.
Latihan Soal 4
---------------------------------------------------------------------------
1. Silalahi yang bermassa 60 kg berada dalam
sebuah lift yang sedang bergerak ke bawah dengan kecepatan 3 ms-2.
Besarnya gaya desakan kaki Silalahi pada lantai lift adalah ….
2. Silalahi yang bermassa 70 kg berada dalam
sebuah lift yang sedang bergerak ke bawah dengan kecepatan 5 ms-2.
Besarnya gaya desakan kaki Silalahi pada lantai lift adalah ….
3. Sebuah bola bermassa
0,2 kg diikat dengan tali sepanjang 0,5 m kemudian diputar sehingga melakukan
gerak melingkar beraturan dalam bidang vertikal. Jika pada saat mencapai titik
terendah laju bola adalah 5 m/s, maka tegangan talinya pada saat itu besarnya
....
4. Sebuah bola bermassa
0,5 kg diikat dengan tali sepanjang 1 m kemudian diputar sehingga melakukan
gerak melingkar beraturan dalam bidang vertikal. Jika pada saat mencapai titik
terendah laju bola adalah 10 m/s, maka tegangan talinya pada saat itu besarnya
....
5. Sebuah lift bermassa 600 kg dipakai untuk
menaikkan atau menurunkan beban yang bermassa 200 kg, lift dipercepat beraturan
dari diam menjadi 20 m/s dalam 5 m. Jika g = 10 m/s2 dan lift
bergerak ke atas, maka gaya tegang tali penggantung lift adalah ….
6. Sebuah lift bermassa 800 kg dipakai untuk
menaikkan atau menurunkan beban yang bermassa 400 kg, lift dipercepat beraturan
dari diam menjadi 2 m/s dalam 5 m. Jika g = 10 m/s2 dan lift
bergerak ke atas, maka gaya tegang tali penggantung lift adalah ….
7. Mobil 800 kg mogok di jalan yang mendatar.
Kabel horisontal mobil Derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika
tegangan di dalamnya melebihi 1600 N. Percepatan maksimum yang dapat diterima
mobil mogok itu dari mobil derek adalah ....(g = 10 m/s2)
8. Mobil 1 ton mogok di jalan yang mendatar.
Kabel horisontal mobil Derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika
tegangan di dalamnya melebihi 4000 N. Percepatan maksimum yang dapat diterima
mobil mogok itu dari mobil derek adalah ....(g = 10 m/s2)
9. Cahyo duduk di atas kursi pada roda yang
berputar vertikal. Jika percepatan gravitasi bumi 10 ms-2 dan
jari-jari roda 5 m, maka laju maksimum roda tersebut agar cahyo tidak terlepas
dari tempat duduknya adalah ….
10. Cahyo duduk di atas kursi pada roda yang
berputar vertikal. Jika percepatan gravitasi bumi 10 ms-2 dan
jari-jari roda 2 m, maka laju maksimum roda tersebut agar cahyo tidak terlepas
dari tempat duduknya adalah ….
11. Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa
2 kg dan 3 kg dihubungkan dengan tali melalui sebuah katrol licin (massa tali
diabaikan). Jika percepatan gravitasi bumi ditempat itu 10 ms-2,
maka besarnya tegangan tali adalah ….
12. Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa
1 kg dan 4 kg dihubungkan dengan tali melalui sebuah katrol licin (massa tali
diabaikan). Jika percepatan gravitasi bumi ditempat itu 10 ms-2,
maka besarnya tegangan tali adalah ….
Latihan Soal 5
---------------------------------------------------------------------------
1.
Pernyataan berikut yang sesuai
dengan hukum I Newton adalah ….
a. jika
a = 0, maka benda selalu diam
b. jika
v = 0, maka benda selalu bergerak lurus beraturan
c. jika
a = 0, maka benda bergerak lurus berubah beraturan
d. jika
a = 0, maka perubahan kecepatan benda selalu nol
e. jika
v = 0, maka perubahan percepatan benda selalu nol
2.
Benda A dan B terletak di atas
lantai licin. Massa benda A tiga kali massa benda B. Jika pada kedua benda
bekerja gaya mendatar yang sama, maka perbandingan percepatan antara benda A
dan benda B adalah ….
a. 1 : 6 d. 2 : 3
b. 1 : 3 e.
1 : 4
c. 1 : 1
3.
Selama 10 sekon kecepatan sebuah
truk yang massanya 5 ton mengalami perubahan dari 5 m/s menjadi 15 m/s.
Besarnya gaya yang menyebabkan perubahan kecepatan tersebut adalah ….
a. 5.000 N d. 8.000 N
b. 6.000 N e. 9.000 N
c. 7.000 N
4.
Sebuah batu dengan massa 2 kg
diikat dengan tali dan diputar sehingga lintasannya berbentuk lingkaran
vertical dengan jari-jari 0,5 m dan kecepatan sudutnya 6 rad/s. Tegangan tali
di titik terendah adalah ….
a. 51 N d. 64 N
b. 61 N e. 56 N
c. 54 N
5.
Silalahi yang bermassa 60 kg berada
dalam sebuah lift yang sedang bergerak ke bawah dengan kecepatan 3 ms-2.
Besarnya gaya desakan kaki Silalahi pada lantai lift adalah ….
a. 420 N d. 530 N
b. 430 N e. 600 N
c. 520 N
6.
Perhatikan gambar di samping!
Yang menunjukkan pasangan gaya aksi
reaksi adalah ….
a. T1
dan T2
b. T3
dan T4
c. T1
dan w1
d. T3
dan w2
e. T4
dan F
7.
Koefisien gesek statis antara
sebuah lemari dengan lantai kasar suatu bak truk sebesar 1. Besarnya percepatan
maksimum yang boleh dimiliki truk agar lemari tetap diam terhadap bak truk
adalah ….
a. 1 ms-2
b. 5 ms-2
c. 10 ms-2
d. 15 ms-2
e. 7 ms-2
8.
Dua buah benda A dan B
masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg dihubungkan dengan tali melalui sebuah
katrol licin (massa tali diabaikan). Jika percepatan gravitasi bumi ditempat
itu 10 ms-2, maka besarnya tegangan tali adalah ….
a. 20 N
b. 21 N
c. 22 N
d. 23 N
e. 24 N
9. Cahyo duduk di atas kursi pada roda yang
berputar vertikal. Jika percepatan gravitasi bumi 10 ms-2 dan jari-jari roda
2,5 m, maka laju maksimum roda tersebut agar cahyo tidak terlepas dari tempat
duduknya adalah ….
a. 1 m/s
b. 2 m/s
c. 3 m/s
d. 4 m/s
e. 5 m/s
10.
Sebuah benda yang dikenai gaya dapat
bergerak dengan kecepatan konstan v. Besar gaya total yang bekerja pada
benda tersebut adalah ….
a. bergantung pada M
b. nol
c. bergantung pada besar v
d. tidak bergantung pada besar v
e. tidak bergantung pada M
11. Sebuah balok 5 kg ditarik oleh gaya mendatar F
pada lantai licin, ternyata menghasilkan percepatan 4 m/s2. Jika
balok ditumpangi massa lain sebesar 3 kg, maka percepatan balok sekarang adalah
….
a. 12 m/s2 d. 2,5 m/s2
b. 8 m/s2 e. 1,2 m/s2
c. 4 m/s2
12. Gaya (F) sebesar 12 N bekerja pada sebuah
benda yang massanya m1 menyebabkan percepatan m1 sebesar
8 ms-2. Jika F bekerja pada benda bermassa m2 maka
percepatan yang ditimbulkannya adalah 2 ms-2. Jika F bekerja pada
benda yang bermassa m1 + m2, maka percepatan benda ini
adalah ….
a. 1,2 ms-2 d. 3,0 ms-2
b. 1,6 ms-2 e. 3,6 ms-2
c. 2,4 ms-2
13. Mobil 700 kg mogok di jalan yang mendatar.
Kabel horisontal mobil Derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika
tegangan di dalamnya melebihi 1400 N. Percepatan maksimum yang dapat diterima
mobil mogok itu dari mobil derek adalah ....(g = 10 m/s2)
a. 2 m/s2 d. 7 m/s2
b. 8 m/s2 e. 0 m/s2
c. 10 m/s2
14.
Sepuluh balok kayu massa hampir sama
ditarik oleh sebuah truk hingga memiliki percepatan 3 m/s2.
Berapakah balok yang harus dibuang supaya percepatannya menjadi 5 m/s2?
a. 9 balok d. 4 balok
b. 8 balok e. 1 balok
c. 6 balok
15.
Besar gaya gesekan yang bekerja pada
benda yang bergerak pada bidang miring kasar, jika gaya gesekan dengan udara
diabaikan, tidak tergantung pada ....
a. berat benda
b. sudut miring bidang terhadap bidang
horisontal
c. kekasaran permukaan bidang
d. kecepatan gerak benda
e. massa benda
16. Apabila sebuah benda bergerak dalam bidang
datar yang kasar, maka selama gerakkannya ….
a. gaya
normal tetap, gaya gesekan berubah
b. gaya
normal berubah, gaya gesekan tetap
c. gaya
normal dan gaya gesekan kedua-duanya tetap
d. gaya
normal dan gaya gesekan kedua-duanya berubah
e. gaya
normal dan gaya gesekan kadang-kadang berubah dan tetap bergantian
17.
Benda dengan massa 10 kg berada di bidang
mendatar (μs= 0,40 ; μ k= 0,35) g = 10 m/s2. Bila benda diberi gaya horisontal
yang tetap sebesar 25 N, besarnya gaya gesekan yang bekerja pada benda tersebut
adalah ....
a. 20 N d.
35 N
b. 25 N e.
40 N
c. 30 N
18. Sebuah lift bermassa 600 kg dipakai untuk
menaikkan atau menurunkan beban yang bermassa 400 kg, lift dipercepat beraturan
dari diam menjadi 2 m/s dalam 5 m. Jika g = 9,8 m/s2 dan lift
bergerak ke atas, maka gaya tegang tali penggantung lift adalah ….
a. 10200 N d. 7200 N
b. 94000 N e. 6400 N
c. 8400 N
19.
Sebuah benda meluncur dengan kecepatan 4
ms-1 pada permukaan bidang datar kasar yang mempunyai koefisien
gesekan kinetik 0,4. Bila massa benda 2 kg dan percepatan gravitasi 10 ms-2,
maka benda akan berhenti setelah menempuh jarak ....
a. 1,0 m d. 2,5 m
b. 1,5 m e. 3,0 m
c. 2,0 m
20. Sebuah bola bermassa 0,5 kg diikatkan pada pada ujung seutas tali
yang panjangnya 1,2 m dan kemudian diputar dalam suatu lingkaran mendatar. Jika
tali hanya mampu menahan tegangan maksimum 60 N, maka kelajuan maksimum bola
tersebut sebelum tali pitus adalah…
a. 3 m/s d. 12 m/s
b. 6 m/s e. 15 m/s
c. 9 m/s
21. Sebuah benda bermassa m diikat dengan seutas tali yang panjangnya
l, kemudian diputar sehingga benda dan tali berputar pada bidang horizontal
yang licin, dengan kecepatan sudut w,
jika percepatan grafitasi g maka tegangan tali adalah …
a. Mg d. mw2/l
- mg
b. mw2/l e. mw2l
- mg
c. mw2l
22. Sebuah benda melakukan 150 kali putaran selama 0,25 jam, besar
periode putarannya adalah …
a. 60 sekon d. 1/6
sekon
b. 6 sekon e. 12
sekon
c. 1/60 sekon
23. Dari keadaan diam, benda tegar melakukan gerak rotasi dengan
percepatan sudut 15 rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut berjarak
10 cm dari sumbu putar. Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon, A
mengalami percepatan total sebesar …
a. 1,5 m/s2 d. 3,9 m/s2
b. 2,1 m/s2 e. 5,1 m/s2
c. 3,6 m/s2
24. Sebuah benda bermassa 0,2 kg diikat dengan tali sepanjang 0,5 m, kemudian
diputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan dalam bidang vertical.
Jika pada saat mencapai titik terendah laju benda adalah 5 m/s dan g = 10 m/s2,
maka tegangan talinya adalah …
a. 2 N d. 12
N
b. 8 N e. 18 N
c. 10 N
25. Sebuah titik materi bergerak melingkar dengan kecepatan sudut awal
20 rad/s, setelah menempuh sudut 100 rad, kecepatan sudutnya menjadi 60 rad/s.
Besar percepatan sudutnya adalah…
a. 8 rad/s2 d. 32 rad/s2
b. 10 rad/s2 e. 40 rad/s2
c. 16 rad/s2
26. Pada Saat kita naik mobil yang sedang bergerak, jika tiba-tiba
mobil direm mendadak, maka akan terdorong ke depan. Hal ini terjadi karena…
a. Gaya dorong mobil
b. Gaya pengeremen mobil
c. Gaya tarik mobil
d. Sifat kelembaman tubuh kita
e. Pengurangan kecepatan yang mendadak
27. Berdasarkan hukum II Newton dapat disimpulkan bahwa jika besar gaya
yang bekerja pada sebuah benda berubah, maka :
a. Massa tetap dan percepatan tetap
b. Massa dan percepatan berubah
c. Massa tetap dan percepatan berubah
d. Massa berubah dan percepatan tetap
e. Massa berubah dan percepatan berubah
28. Sebuah benda bermasa 1 kg dipengaruhi oleh gaya tetap sebesar 4 N,
percepatan yang ditimbulkan adalah …
a. 0,25 m/s2 d. 4 m/s2
b. 0,5 m/s2 e. 6 m/s2
c. 3 m/s2
29. Sebuah gaya 8,0 N memberikan percepatan 12 ms-2 pada
massa m1 dan memberikan percepatan 48 ms-2 pada massa m2.
Jika gaya yang sama di berikan pada massa m1 dan m2 yang
telah disatukan, maka percepatan yang dihasilkan adalah …
a. 10 ms-2 d. 8,0 ms-2
b. 9,6 ms-2 e. 7,4 ms-2
c. 8,8 ms-2
30. Balok 1 kg ikut bergerak
melingkar pada dinding sebelah dalam sebuah tong yang berputar dengan koefisien
gesek statis 0,4. Jika jari-jari tong 1 m kelajuan minimal balok bersama tong
agar tidak terjatuh adalah ....
a. 0,4 m/s d. 8 m/s
b. 4 m/s c. 25 m/s
c.
5 m/s
31. Sebuah bola logam diikat
pada ujung seutas tali dan diputar dengan laju tetap pada bidang vertikal. Gaya
yang bekerja pada bola tersebut:
(1) gaya resultan yang sebanding dengan kuadrat
kecepatan
(2) gaya berat yang timbul karena gravitasi bumi
(3) gaya sentripetal karena benda bergerak
melingkar
(4) gaya tangensial karena adanya kecepatan putar
bola
Yang benar adalah
....
a. semua d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3 e. 4 saja
c. 1 dan 3
34. Untuk membiasakan diri
pada gaya sebesar 9,6W (W = berat badan), seorang astronot berlatih dalam suatu
pesawat sentrifugal yang jarijarinya 6 meter. Percepatan grafitasi bumi adalah
10 m/s2. Untuk maksud tersebut pesawat sentrifugal harus diputar
dengan …
A. laju anguler 240
rad/detik
B.
laju anguler 240 rad/menit
C. 120 putaran/s
D. 96 putaran/s
E.
6 putaran/s
35. Sebuah benda bermassa m
diikatkan di ujung seutas tali, lalu diayunkan pada bidang vertikal, g =
percepatan gravitasi. Agar benda dapat melakukan gerak melingkar penuh, maka di
titik terendah gaya sentripetal minimumnya haruslah ….
A. 5 mg D. 2 mg
B. 4 mg E. mg
C. 3 mg
Download di Aplikasi Lebih Mudah
Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi
Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download
No comments:
Post a Comment