27 CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN HUKUM NEWTON

A. SOAL PILIHAN GANDA

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 v = 0, maka perubahan percepatan benda selalu nol

e.jika a = 0, maka perubahan kecepatan benda selalu nol

jawab: E

jika a=0 maka ada dua kemungkinan, benda diam (v=0) atau benda bergerak lurus beraturan  (Δv = 0)

2.     Jika benda A dan benda B terletak di atas lantai yang licin. Sedangkan, massa benda A tiga kali massa benda B. Kemudian, pada kedua benda bekerja gaya mendatar yang sama besar, maka perbandingan percepatan antara benda A dan benda B adalah ….
a. 1 : 1                    d. 2 : 3
b. 1 : 2                    e. 1 : 4
c. 1 : 3

jawab: C

a = F/m

a dan m berbanding terbalik

3.   Kecepatan sebuah truk yang massanya 5 ton Selama 10 sekon mengalami perubahan kecepatan  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

      jawab :A

Diketahui :

m  =  5 ton = 5000 kg

Δν = ν2-ν1 …… Δν = 15-5 ……> Δν = 10 m/s

t    = 10 s

a = Δν/t ……. > a = 10 m.s^-1 : 10 s …..> a = 1 m.s^-2

   

Persamaan :

F = m.a 

F = 5000 kg x 1 m.s^-2

F = 5000 kg.m. s^-2 atau F = 10 N

4.    Sebuah benda dengan massa 2 kg diikat dengan seutas tali dan diputar vertikal dengan lintasannya berbentuk lingkaran dengan jari-jari 0,5 m. jika kecepatan sudutnya 6 rad/s. Besar tegangan tali di titik terendah adalah ….
a. 51 N                    d. 64 N
b. 61 N                   e. 56 N
c. 38 N
jawab: C

      Diketahui:

      m = 2 kg

      g   = 10 m/s²
      ω  = 6 rad/s
     R   = 0,5 m
      T   = ___?

     Pada benda bekerja
     • gaya berat, w = m g
     • gaya tegangan tali, T
     Agar bergerak melingkar, pada benda harus bekerja gaya sentripetal yang arahnya ke pusat lingkaran
     Besar tegangan tali di titik terendah
        ΣFₛ = m aₛ
     T - w = m ω² R
           T = m g + m ω² R
           T = 2 • 10 + 2 • 6² • 0,5
           T = 20 + 36
           T = 56 N 

5.    Silalahi yang bermassa 60 kg berda dalam sebuah lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 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

JAWAB: A

N = m.(g – a)

N = 60 (10-3) = 60 . 7 = 420 N

6.   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                 d. 15 ms
b. 5 ms                 e. 7 ms
c. 10 ms

jawab: C

a = µ.g

a = 1.10 = 10 m/s²

7.   Sebuah benda diletakkan di atas bidang miring yang mempunyai kemiringan 60º. Massa benda adalah 4 kg jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² maka besar gaya normal bidang terhadap benda adalah ....

a. 10 N        d. 30 N

b. 20 N       e. 50 N

c. 25 N

jawab: B

N = w.cosθ = 40.cos 60 = 40 . ½ = 20 N

8.   Suatu benda bermassa 5 kg berada di papan yang licin sempurna. Benda tersebut ditarik oleh suatu gaya sebesar 50 N yang membentuk sudut 60º dengan arah mendatar Jika gaya tersebut bekerja pada benda selama 4 sekon dan benda diam pada saat awal maka kecepatan benda tersebut adalah ....

a. 10 m/s                 d. 40 m/s

b. 20 m/s                 e. 50 m/s

c. 25 m/s

jawab: B

∑F = m a    , GLBB a = Δv/Δt 

F  cos 60  = m Δv/Δt       mula-mula diam , v0 = 0
F  cos 60 = m v/Δt
50 . 1/2    = 5 . v/4
             v = 20 m/s

  9. Sebuah mobil bermassa 1500 kg bergerak dengan percepatan 5 m/s² . Gaya yang harus diberikan oleh mesin 

       mobil tersebut adalah sebesar ....

a. 300 N                  d. 7500 N

b. 750 N                  e. 75000 N

c. 3000 N

Jawab: D

F = m.a = 1500.5 = 7500 N

10.  Dalam sistem cgs satuan gaya adalah dyne, sedang dalam sistem SI satuan gaya adalah newton (N). Konversi satuannya adalah 1 N sama dengan ....

        a. 10^-5dyne 

        b. 10¹dyne   e. 10⁵ dyne

        c. 10² dyne

        d. 10³ dyne

        e. 10⁵ dyne

   jawab: B

    N = kg.m/s²

    Dyne = g .cm/s²

11.    Berdasarkan Hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda adalah nol, kemungkinan benda tersebut akan . . . .
a. diam
b. bergerak lurus beraturan
c. bergerak lurus berubah beraturan
d. diam atau bergerak lurus beraturan
e. diam\atau bergerak lurus berubah beraturan

jawab: D
∑F = 0

jika a=0 maka ada dua kemungkinan, benda diam (v=0) atau benda bergerak lurus beraturan  (Δv = 0)

12.    Sebuah bola dipengaruhi gaya tetap sebesar 5 N. Jika massa bola 0,5 kg, percepatan yang dialami bola adalah . 
a. 10 m/s²                d. 0,25 m/s²
b. 25 m/s²                e. 1 m/s²
c. 5 m/s²

jawab: A

a= F/m = 10

13.   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, maka besarnya tegangan tali adalah ….
a. 20 N
b. 21 N
c. 22 N
d. 23 N
e. 24 N
jawab: E

      

       Diketahui:

Massa benda A (mA) = 2 kg

Massa benda B (mB) = 3 kg

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Katrol Licin.

Ditanya:

Besar Tegangan Tali (T)

Penyelesaian:

Untuk mengetahui besar tegangan tali, maka perhatikanlah gambar pada lampiran.

Tinjau benda A

Pada benda A berlaku :

∑F = m a

T_A – m_A . g = m_A . a

T_A – m_A . g = m_A . g  + m_A . a   .......... (1)

Tinjau benda B

Pada benda B berlaku :

∑F = m a

m_B . g – T_B = m_B . a

T_B = m_B . g - m_B . a       ................. (2)

Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh :

        T_A = T_B

        m_A . a + m_B . a = m_B . g - m_A . g

        a = m_B - m_A  . g

               m_B + m_A

        a = 3 kg – 2 kg  . 10 m/s²

              2 kg + 3 kg

        a = 1  . 10 m/s²

               5

        a = 2 m/s²

Tegangan tali bisa menggunakan persamaan (1) atau (2).

T_A = m_A . g  + m_A . a  

        T_A = 2 kg . 10 m/s²  + 2 kg . 2 m/s²  

        T_A = 20 N  + 4 N

        T_A = 24 N  

        Jadi tegangan tali adalah 24 N.

14.   Dua buah balok dihubungkan dengan katrol seperti pada gambar. Massa balok A yaitu 4 kg, dan massa balok B 6 kg. Percepatan gerak balok A dan tegangan tali yang terjadi  sebesar . . . .

a. 6 m/s²  dan 60 N

b. 6 m/s²  dan 40 N

c. 6 m/s²  dan 24 N

d. 4 m/s²  dan 40 N                                                                                                        

e. 4 m/s²  dan 24 N

jawab: C

15.    Perhatikan gambar di samping! Jika lengan direntangkan hampir horizon-tal sehingga sudut antartendon biseps dengan tulang lengan (radius) sebesar 10°, maka agar keadaan setimbang besarnya gaya yang diperlukan adalah …. (sin 10° = 0,2)

        a. 100 N

        b. 25 N
c. 50 N
d. 75 N
e. 200 N
jawab: B
ΣF = 0
F.sin 10 = W
F.0,2 = 5
F = 5/0,2 = 25 N

16.    Suatu balok bermassa 10 kg berada di atas papan yang licin sempurna. balok tersebut ditarik mendatar oleh suatu gaya sebesar 40 N, maka percepatan yang dialami oleh balok tersebut adalah ....
a. 4 m/s2                 d. 100 m/s2
b. 10 m/s2               e. 400 m/s2
c. 40 m/s2
jawab: A
a = F/m = 40/10 = 4 m/s²

17.    Sebuah balok diletakkan di atas bidang miring dengan kemiringan 60º. Massa balok 4 kg. jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s². maka gaya normal bidang terhadap balok sebesar ....
a. 10 N        d. 30 N
b. 20 N       e. 50 N
c. 25 N
jawab: B

N = w.cosθ = 40.cos 60 = 40 . ½ = 20 N

18.    Suatu benda 5 kg berada di atas papan yang licin sempurna tanpa ada gaya gesek. jika balok ditarik gaya sebesar 50 N dengan sudut 60º terhadap arah horizontal.  gaya tersebut bekerja selama 4 detik dan benda mula mula diam, maka kecepatan akhir benda tersebut adalah ....
a. 10 m/s                 d. 40 m/s
b. 20 m/s                 e. 50 m/s
c. 25 m/s
jawab: C
 Diketahui :

        m = 5 kg
        F = 50 N
        α = 60°
        t = 4 s
        Vo = 0

        Ditanya :
        Vt = ?
        Perhitungan :
        Cari percepatan benda
        ΣF = m. a
        Fx = m. a
        F cos α = m. a
        50 cos 60 = 5. a
        50 (½) = 5a
        25 = 5a
          a = 25/5
          a = 5 m/s²

        Cari kecepatan akhir benda
        Vt = Vo + at
        Vt = 0 + 5(4)
        Vt = 20 m/s

        Jadi, kecepatan akhir benda itu adalah 20 m/s

19.     Sebuah mainan mobil-mobilan mempunyai massa 0,5 kg ditarik dengan gaya sebesar 2 N dengan arah membentuk sudut 30^o terhadap lantai. Jika semula diam, jarak yang ditempuh dalam waktu 5 detik adalah . . . .
a. 10 m                   d. 25 √3 m
b. 10 √3 m              e. 50 m
c. 25 m
jawab: D

a = F.cosθ / m = (2.1/2√3) / 0,5 =2√3 m/s²

s = ½ a.t² = ½ . 2√3. 25 = 25√3 m

20.   Sebuah mobil-mobilan bermassa 0,5 kg ditarik dengan gaya 2 N. Arah tarikan membentuk sudut 30^o terhadap tanah. Jika mobil-mobilan semula diam, jarak yang ditempuh dalam waktu 5 sekon adalah . . . .

a. 10 m                   d. 25 √3 m

b. 10 √3 m              e. 50 m

c. 25 m

jawab: D

a = F.cosθ / m = (2.1/2√3) / 0,5 =2√3 m/s²

s = ½ a.t² = ½ . 2√3. 25 = 25√3 m

21.    Suatu benda dengan massa 10 kg berada di papan yang licin sempurna bergerak tanpa ada gesekan. Benda  ditarik oleh suatu gaya sebesar 40 N dengan arah mendatar. maka besar percepatan yang dialami oleh benda tersebut adalah ....
a. 4 m/s
b. 10 m/s
c. 40 m/s
d. 100 m/s
e. 400 m/s
jawab: A

a = F/m = 40/10 = 4 m/s²

22.    Sebuah mobil massanya 1,5 ton bergerak dengan kelajuan 72 km/jam. Mobil itu tiba-tiba direm dengan gaya pengereman sebesar F = 2,4 × 10  N hingga berhenti. Jarak yang ditempuh mobil tersebut mulai direm sampai berhenti adalah … .
a. 6 m
b. 7,5 m
c. 10 m
d. 12,5 m
e. 15 m
jawab: D

a = F/m = 24000/1500 = 16 m/s²

v_t² = v₀² -2as

0 = 400 – 2.16.s

S = 400/32 = 12,5 m

23.    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
jawab: D

24.    Pada bidang miring, gaya normal . . . .
a. sama dengan berat benda
b. lebih besar dari berat benda
c. lebih kecil dari berat benda
d. bisa lebih kecil atau lebih besar dari berat benda
e. bisa lebih kecil, sama, atau lebih besar dari berat benda
jawab: C

25.    Massa seorang astronot di bumi 60 kg Jika gaya gravitasi bulan 1/6 gaya gravitasi bumi, maka berat astronot di bulan adalah. . . .
a. 10 N        d. 300 N
b. 50 N       e. 500 N
c. 100 N

jawab:

W = 1/6 . 600 = 100 N

26.   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

jawab: D

27.   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

jawab: A