Soal Fisika SMA - Usaha dan Energi

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

 

Link-link Terkait dengan Soal-soal Fisika SMA

• 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

 

 

USAHA DAN ENERGI

--------------------------------------------------------------------

Latihan Soal 1

---------------------------------------------------------------------------

1.    Sebuah perahu ditarik dengan gaya 400 N sehingga perahu bergerak di sepanjang aliran sungai sejauh 20 meter. Apabila gaya tarik tersebut membentuk sudut 60⁰ terhadap gerak perahu. Hitung usaha yang telah dilakukan pada saat menarik perahu tersebut!

 

2.    Sebuah perahu ditarik dengan gaya 200 N sehingga perahu bergerak di sepanjang aliran sungai sejauh 20 meter. Apabila gaya tarik tersebut membentuk sudut 30⁰ terhadap gerak perahu. Hitung usaha yang telah dilakukan pada saat menarik perahu tersebut!

 

3.    Seekor kambing dengan massa 10 kg bergerak lurus dengan laju 3 m/s. Kemudian gaya luar sebesar 5 N diterapkan terhadap kambing sehingga berpindah sejauh 27 m. tentukan pertambahan energi kinetik kambing tersebut.

 

4.    Seekor kambing dengan massa 20 kg bergerak lurus dengan laju 3 m/s. Kemudian gaya luar sebesar 5 N diterapkan terhadap kambing sehingga berpindah sejauh 10 m. tentukan pertambahan energi kinetik kambing tersebut.

 

5.    Sebuah balok bergerak pada lintasan kasar dengan laju 2 m/s. apabila massa balok 2,5 kg dan balok berhenti, setelah menempuh jarak 10 meter, tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya gesek dan berapa besarnya gaya gesek tersebut?

 

6.    Sebuah balok bergerak pada lintasan kasar dengan laju 4 m/s. apabila massa balok 5 kg dan balok berhenti, setelah menempuh jarak 20 meter, tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya gesek dan berapa besarnya gaya gesek tersebut?

7.    Energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah bola tenis adalah 30 joule. Apabila gaya sebesar 6 N diterapkan pada bola tersebut sehingga berhenti pada jarak x meter, tentukan nilai x tersebut.

 

8.    Energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah bola tenis adalah 60 joule. Apabila gaya sebesar 20 N diterapkan pada bola tersebut sehingga berhenti pada jarak x meter, tentukan nilai x tersebut.

 

9.    Balok kayu 5 kg berada di atas lantai kasar. Balok ditarik seorang anak dengan gaya 20 N yang membentuk sudut 60⁰ terhadap lantai sehingga balok mendapat gaya gesek yagn besarnya 8 N. Jika balok bergerak sejauh 5 m, hitunglah :

        a.     usaha yang dilakukan anak

        b.    usaha yang dilakukan gaya gesek

        c.     usaha total yang diterima balok

 

10.  Bola bermassa 2 kg jatuh dari A menuju B pada lintasan licin sempurna. Jika kelajuan di A adalah 4 m/s, tentukan kelajuan di B

.

 

11.  Balok kayu bermassa 5 kg berada pada suatu permukaan seperti pada gambar.

       

        Hitunglah :

        a. energi potensial gravitasi balok terhadap titik A

        b. energi potensial gravitasi balok terhadap titik B

 

12.  Sebuah mobil bermassa 1.500 kg, sedang bergerak dengan kecepatan 72 km/jam, tiba-tiba direm hingga berhenti setelah menempuh jarak 100 m. hitunglah :

        a.     gaya rem pada mobil

        b.    usaha yang dilakukan gaya rem

 

 

 

 

13.  Sebuah mobil bermassa 1.000 kg, sedang bergerak dengan kecepatan 90 km/jam, tiba-tiba direm hingga berhenti setelah menempuh jarak 200 m. hitunglah :

        a.     gaya rem pada mobil

        b.    usaha yang dilakukan gaya rem

 

14.  Sebuah peluru bermassa 2,5 gram dengan kecepatan awal 100 m/s mengenai sebuah balok kayu dan bersarang di dalamnya sejauh 5 cm. hitunglah :

        a.     gaya gesekan yang dikenakan balok terhadap peluru

        b.    daya yang dilakukan oleh balok terhadap peluru selama perlambatan peluru hingga berhenti di dalamnya

 

 

Latihan Soal 2

---------------------------------------------------------------------------

1.    Sebuah balok bermassa 3 kg bergerak ke atas pada bidang miring yang memiliki sudut 60°, dengan energi kinetik awal 18 J. Jika koefisien gesekannya 0,3, maka jarak terjauh yang dicapai balok pada saat meluncur pada bidang miring adalah ....

        a. 1 m                           d. 0,4 m

        b. 0,8 m                       e. 0,2 m

        c. 0,6 m

 

2.    Jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk mempercepat gerak sebuah mobil dari keadaan diam menjadi kelajuan v adalah Q. Bila gesekan diabaikan, maka jumlah bahan bakar tambahan yang diperlukan untuk menaikkan kelajuan mobil tersebut dari v menjadi 2v adalah ....

        a. Q/2

        b. Q

        c. 2Q

        d. 3Q

        e. 4Q

 

3.    Perhatikan gambar di samping!

        Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja sebesar 2 m/s. Jika g = 10 m/s², maka energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 m adalah ...

        a. 2 J                             d. 22 J

        b. 10 J                           e. 24 J

        c. 12 J

4.    Dua buah benda A dan B yang bermassa masing-masing m jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ....

        a.

        b.

        c.

        d.

        e.

       

5.    Sebuah mobil bermassa m memiliki mesin berdaya P. Jika pengaruh gesekan kecil, maka waktu minimum yang diperlukan mobil agar mencapai kelajuan v dari keadaan diam adalah ....

        a.

        b.

        c.

        d.

        e.

       

6.    Perhatikan gambar grafik di samping !

       

        Grafik di atas menyatakan gaya yang bekerja pada suatu benda bermassa 2 kg pada selang (kurun) waktu 4 sekon. Kalau benda tersebut mula-mula diam, maka besarnya energi kinetic setelah 4 sekon adalah ...

        a. 50 J

        b. 100 J

        c. 200 J

        d. 300 J

        e. 400 J

 

 

7.    Sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan awal v0 di atas permukaan mendatar, berhenti setelah menempuh jarak s karena pengaruh gaya gesekan kinetis. Jika koefisien gesekan kinetis adalah  dan percepatan gravitasi sama dengan g, maka besarnya v0 adalah ....

        a.

        b.

        c.

        d.

        e.

 

8.    Perhatikan gambar di samping!

       

        Benda dilepaskan dari puncak seperempat lingkaran, lalu berhenti di titik C yang berjarak 5 m dari B. Koefisien gesekan kinetis permukaan BC jika AB licin adalah ....

        a. 0,1

        b. 0,2

        c. 0,25

        d. 0,40

        e. 0,5

 

9.    Perhatikan gambar di samping!

        Sebuah balok bermassa 25 kg semula diam di titik A. Gaya F sebesar 120 N bekerja pada benda tersebut sehingga benda bergerak terus menaiki bidang miring. Ternyata besar kecepatan benda ketika melalui titik C adalah 2 m/s. Jika diketahui BC = 3 m dan AC = 20 m, maka besar gaya gesekan yang bekerja pada balok adalah ....

        a. 40 N         

        b. 50 N         

        c. 64 N          

        d. 75 N         

        e. 80 N

 

 

10. Dua buah benda masing-masing memiliki massa A kg dan B kg. Jika kedua benda mula-mula diam kemudian mengalami gaya yang sama besar dan dalam selang waktu yang sama, maka perbandingan energi kinetik benda A terhadap B tepat pada akhir waktu diberikannya gaya adalah ....

        a. 1

        b.

        c.

        d.

        e.

       

 

11.  Sebuah benda yang massanya 0,10 kg jatuh bebas vertikal dari ketinggian 2 m ke hamparan pasir. Jika benda itu masuk sedalam 2 cm ke dalam pasir sebelum berhenti, gaya rata-rata yang dilakukan pasir untuk menghambat benda besarnya sekitar ....

        a. 30 N                         d. 90 N

        b. 50 N                         e. 100 N

        c. 60 N

 

12. Sebuah balok bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s² di atas lantai yang kasar. Karena kekasaran lantai tersebut, kecepatan balok bisa turun menjadi 5 m/s setelah menempuh jarak tertentu. Perubahan energi kinetik balok sebesar ....

        a. turun 150 joule

        b. naik 150 joule

        c. turun 50 joule

        d. naik 50 joule

        e. naik 250 joule

 

13. Sebuah benda bermassa 4 kg, mulamula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s2. Usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah ....

        a. 6 J                             d. 48 J

        b. 12 J                           e. 72 J

        c. 24 J

 

14. Dua buah kapal layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan mengadakan lomba. Massa kapal A = m dan massa kapal B = 2 m, sedangkan gaya gesekan sedang diabaikan. Jarak yang ditempuh sebesar S dan lintasannya berupa garis lurus. Pada saat berangkat (start) dan sampai garis finis, kedua kapal layar memperoleh gaya angin sebesar F. Jika energi kinetik kapal A dan B, pada saat di finis berturut-turut besarnya EkA dan EkB,maka pernyataan di bawah yang benar adalah...

        a. EkA = EkB d. EkA < EkB

        b. EkA > EkB                e. EkA = 0,5 EkB

        c. EkA = 2EkB

 

15. Benda bermassa 5 kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah … (g = 10 m/s²)

        a. 200 J                         d. 350 J

        b. 250 J                        e. 400 J

        c. 300 J

 

16. Dua buah benda A dan B yng bermassa masing-masing m, jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ....

        a.

        b.

        c.

        d.

        e.

       

 

17.  Sebuah balok es dengan massa 50 kg, pada 0⁰C, didorong di atas papan horizontal yang juga mempunyai suhu 0⁰C sejauh 21 m. Ternyata 25 gram es mencair karena gesekan. Jika kalor lebur es = 80 kal/g, maka besarnya koefisien gesekan adalah ....

        a. 0,5                            d. 0,8

        b. 0,6                            e. 0,9

        c. 0,7

 

18. Air terjun setinggi 20 m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir 10 m³. Jika efisiensi generator 55% dan percepatan gravitasi g = 10 m/s², maka daya rata-rata yang dihasilkan (dalam kW) adalah ....

        a. 110                           d. 2500

        b. 1100                        e. 5500

        c. 2200

 

 

 

19. Suatu mesin melakukan usaha sebesar 3600 J setiap selang waktu 1 jam. Mesin tersebut memiliki daya sebesar ....

        a. 1 watt                      d. 10 kilowatt

        b. 10 watt                    e. 900 kilowatt                  

        c. 100 watt

 

20.  Sebuah silinder pejal homogen dengan jari - jari 20 cm dan massa 2 kg yang berada di puncak bidang miring yang licin meluncur menuruni bidang seperti pada gambar. Kelajuan benda saat tiba di dasar bidang miring adalah …..

       

        a. 5 m/s

        b. m/s

        c. 6 m/s

        d.  m/s

        e. 7 m/s

 

21.  Gaya F melakukan usaha sebesar 20 joule sehingga balok berpindah sejauh AB m. Apabila bidang kontak licin dan sudut = 45⁰ maka panjang AB adalah . . . .

        a. 5 m                                            d.  7,5 m

        b. 5 m                                     e.   5 m

        c. 6 m

 

22.  Mobil dengan massa 1000 kg berada dalam keadaan diam. Besar usaha yang dibutuhkan untuk menggerakan mobil tersebut agar kecepatannya mencapai 72 km/jam apabila gesekan diabaikan adalah  . . . .

        a.     1,25 x 10⁴ J                           d.    6,25 x 10⁵ J

        b.    2,5 x 10⁴ J                              e.     4 x 10⁶ J

        c.     2 x 10⁵ J

 

23.  Sebuah bola logam dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 0 m/s. Apabila g = 10 m/s dan massa benda 1 kg, besar energi kinetik yang dimiliki benda tersebut saat ketinggiannya 20 m adalah   . . . .

        a.     300 J                                      d.  600 J

        b.    400 J                                      e.   700 J

        c.     500 J

 

 

 

 

24.  Sebuah apel dilemparkan vertikal ke atas dengan energi kinetik 400 joule dan sudut elevasi 60⁰.  Apabila g = 10 m/s² maka energi kinetik pada titik tertinggi adalah   . . . .

        a.     25 J                                        d.  150 J

        b.    50 J                                        e.   200 J

        c.     100 J

 

25.  Sebuah mobil mempunyai daya 2 hp dan bergerak selama 30 menit. Usaha yang dilakukan mobil adalah  . . . .

        a.     2500 J                                    d.  2800 J

        b.    2600 J                                    e.   2900 J

        c.     2700 J

 

26.  Energi mekanik merupakan gabungan antara  . . . .

        a. energi listrik dan energi kinetik

        b. energi listrik dan energi potensial

        c. energi potensial dan energi kinetik

        d. energi listrik dan energi kimia

        e. energi kinetik dan energi kimia

 

27.  Sebuah benda dipengaruhi oleh gaya luar dengan persamaan F = 6 + 3t, dengan F dalam newton dan t dalam sekon. Benda tersebut bergerak lurus dnegan kecepatan awal 1 m/s. Besar energi kinetik benda setelah bergerak selama 2 sekon jika massa benda tersebut 2 kg adalah   . . . .

        a. 40 J                           d. 100 J

        b. 60 J                           e. 180 J

        c. 80 J

 

28.  Dalam keadaan bebas tanpa beban, panjang sebuah pegas adalah 20 cm. Jika pada pegas digantungkan beban 50 gram, panjangnya bertambah 5 cm. Apabila beban tersebut disimpangkan sejauh 4 cm maka energi potensial pegasnya adalah    . . . .

        a. 0,008 J                     d. 0,4 J

        b. 0,016 J                     e. 2 J

        c. 0,2 J

 

29.  Seorang ibu menjinjing keranjang bermassa 20 kg dan berjalan sejauh 10 m. Jika g = 10 m/s, ibu ini melakukan usaha sebesar    . . . .

        a.     2000 J                   d. 6 J

        b.    1000 J                   e. Nol

        c.     100 J

 

 

 

 

 

 

 

       

 

30.  Pada ketiga gambar di atas, usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda bermassa m dari A ke B adalah  . . . .

        a.     W₁ >W₂ > W₃                      d. W₁ >W₂ = W₃

        b.    W₁ <W₂ < W₃                      e. W₁ =W₂ = W₃

               c.            W₁ ≠W₂ ≠ W₃

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