Soal dan Pembahasan Hukum Newton Untuk Belajar Mandiri

Zubair Sensei
Zubair Sensei
thumbnail hukum newton
Kami tuliskan beberapa soal dan pembahasan hukum newton untuk kamu. Siapkan kertas dan pulpen dan pelajari soal-soalnya secara pelan-pelan.
Kami memiliki video di Youtube yang menjelaskan apa itu gaya serta hukum newton pertama. Silakan cek videonya di bawah ini.

Soal dan Pembahasan Hukum Newton Fisika Kelas X SMA

1. Soal Benda digantung

Anda dapat menggeser gambar.
Sebuah kemeja digantung sebagaimana gambar di atas. Diketahui massa kemeja adalah adalah 427 gram. Tali gantung membentuk sudut θ = 70⁰ dan sudut β = 75⁰. Abaikan massa tali, tentukan TA dan TB.
Pembahasan:
Coba serapin dulu soalnya dengan baik.
Kita harus paham terlebih dahulu bahwa baju diam secara horizontal dan juga secara vertikal.
Fokus kita sekarang berpusat pada titik pertemuan antara T_A, T_B, dan W(gaya berat). Geser gambar di atas.
Fokus kita sekarang berpusat pada titik pertemuan antara T_A, T_B, dan W(gaya berat). Geser gambar di atas dan perhatikan gambarnya dengan baik.
Benda yang diam secara horizontal berarti memenuhi hukum pertama Newton yaitu \Sigma Fx=\;0. Dan menggunakan hukum ini kita bisa melakukan operasi matematis sebagai berikut.
\begin{aligned} \Sigma Fx=&\;0\\ T_B \sin(75)-T_A \sin(70)=&0\\ T_B \sin(75)=&T_A \sin(70)\\ \frac{T_B}{T_A}=&\frac{\sin(70)}{\sin(75)}\\ T_B=&\;0,973\;T_A \end{aligned}
Secara vertikal benda juga diam ini berarti \Sigma Fy dan bisa kita gunakan seperi di bawah ini.
\begin{aligned} \Sigma Fy=&\;0\\ T_B \cos(75)+T_A \cos(70)-mg=&\;0\\ 0,973\;T_A\cos(75)+T_A \cos(70)=&0,427 \times 10\\ 0,594\;T_A=&4,27\\ T_A=&\;7,20\;\text{Newton} \end{aligned}
Kita lakukan substitusi untuk menemukan T_B
\begin{aligned} T_B=&0,973\;T_A\\ =&0,973(7,20)\\ =&7,01\;\text{Newton} \end{aligned}
Ketemu deh jawabannya. Kamu bisa lihat video pembahasan soal ini di youtube.

2. Soal Benda ditarik dengan sudut tertentu

Anda dapat menggeser gambar.
Anak kecil bersama slider-nya mulanya diam dan kemudian ditarik oleh ibunya menggunakan tali. Tali membentuk sudut 60⁰ dan menarik kereta dengan gaya 80 N. Anak bersama slidernya adalah 40 Kg dan koefisien gesek kinetiknya adalah 0,1. Setelah 5 detik, berapakah jarak yang ditempuh anak?
Bagikan artikel ini ke teman anda
Pembahasan:
Kita cari gaya normalnya dulu berdasarkan fakta bahwa anak dan slider-nya diam secara vertikal.
\begin{aligned} \Sigma Fy=\;&0\\ N-mg+T\sin(60)=\;&0\\ N=&\;mg-T\sin(60)\\ =&(40)(10)-80(\frac{1}{2})\sqrt{3}\\ =&330,7\;\text{Newton} \end{aligned}
Terus lanjut kita cari gaya geseknya
\begin{aligned} fk=&\;N \;\mu s\\ =&\;(330,7)(0,1)\\ =&\;33,1\;\text{Newton}\\ \end{aligned}
Menggunakan hukum Newton 2 kita bisa cari percepatan horizontal yang anak alami.
\begin{aligned} \Sigma Fx=&\;ma\\ T\cos(60)-fk=&\;40a\\ 80(\frac{1}{2})-33,1=&\;40a\\ 6,9=&40a\\ a=&\frac{6,9}{40}\\ =&0,1725\;m/s^2 \end{aligned}
Karena a sudah diketahui, selanjutnya tinggal kita hitung jarak yang anak tempuh menggunakan rumus GLBB.
\begin{aligned} S=&v_0t+\frac{1}{2}at^2\\ =&0+\frac{1}{2}(0,1725)(5^2)\\ =&2,16\;\text{meter} \end{aligned}
Jadi setelah 5 detik ditarik oleh ibunya, anak menempuh jarak sejauh 2,16 meter.
Les Online Fisika Bareng Creaticals yuk
Kami bisa berikan tutor/kelas online untuk materi Fisika SMP dan SMA. GRATIS untuk pertemuan pertama.

3. Soal Gaya Normal

Anda dapat menggeser gambar.
Binaragawan sedang mencoba mengangkat sebuah barbell yang memiliki massa 50 Kg. Dia mengangkat barbell dengan gaya angkat sebesar 450 Newton dan ternyata barbell tidak terangkat sama sekali. Tentukan besar dan arah gaya normal barbell.
Pembahasan:
Karena barbelnya tidak terangkat, ini berarti kita bisa menggunakan Hukum Newton Pertama.
\begin{aligned} \Sigma Fy=&\;0\\ N-mg+F_{angkat}=&\;0\\ N=&\;mg-F_{angkat}\\ =&(50)(10)-450\\ =&50\;\text{Newton} \end{aligned}
Ketemu jawabannya, soalnya agak mudah.

4. Benda dihubungkan dengan tali dan katrol

Anda dapat menggeser gambar.
Seorang pengecat gedung bermassa 80 Kg, bergantung menggunakan katrol licin yang dihubungkan dengan beban A. Diketahui koefisien gesek statis permukaan beban dengan lantai atap gedung adalah 0,5 dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Tentukan massa minium beban A agar pengecat tidak jatuh.
Pembahasan:
Kayaknya soalnya susah, tapi jangan khawatir. Saya ajarin.
Pertama kita fokus pada pengecatnya terlebih dahulu. Geser gambar di atas. Karena pengecatnya diam, ini berarti kita bisa gunakan Hukum Newton 1 untuk menemukan tegangan tali.
\begin{aligned} \Sigma Fy=&\;0\\ T-mg=&\;0\\ T=&\;mg\\ T=&(80)(10)\\ =&800\;\text{Newton} \end{aligned}
Sekarang kita fokus ke beban di atap gedung.
Tegangan tali yang barusan kita hitung kini menarik beban dengan arah ke kanan. Kita bisa menggunakan hukum Newton pertama lagi untuk menemukan berat minimum beban sebagai berikut.
\begin{aligned} \Sigma Fx=&\;0\\ T-f_s=&\;0\\ T=&\;f_s\\ T=&N\;\mu_s\\ T=&mg\;\mu_s\\ m=&\frac{T}{g \mu_s}\\ =&\frac{800}{(10)(0,5)}\\ =&160\;\text{kg} \end{aligned}
Jadi beban yang diletakkan di atas gedung harus bermassa 160 kg atau lebih supaya pengecatnya tidak jatuh ke bawah.
Les Online Fisika Bareng Creaticals yuk
Kami bisa berikan tutor/kelas online untuk materi Fisika SMP dan SMA. GRATIS untuk pertemuan pertama.
Bagikan ke Teman Anda
Pos Terkait

Tinggalkan Balasan