Postingan ini membahas contoh soal gaya dan gaya berat yang disertai pembahasannya. Gaya adalah penyebab benda bergerak lurus sedangkan gaya berat adalah gaya yang arahnya menuju pusat bumi.
Rumus gayaF = m . a
Rumus gaya berat
w = m . g
Keterangan:
- F = gaya (N)
- m = massa benda (kg)
- a = percepatan (m/s2)
- w = berat (N)
- g = percepatan gravitasi (m/s2)
Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh soal gaya, gaya berat dan pembahasannya dibawah ini
Contoh soal gaya
Contoh soal 1
Sebuah benda mula-mula diam ditarik oleh tiga gaya seperti gambar dibawah ini.
Diberikan pernyataan dibawah ini:
- Percepatan benda 0
- Benda bergerak lurus beraturan
- Benda dalam keadaan diam
- Benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya.
Pernyataan yang benar adalah…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 1, 2, dan 3
E. semua
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita resultankan 3 gaya yang bekerja pada benda seperti gambar diatas:
- ∑F = F2 + F2 + (-F3)
- ∑F = 12 N + 24 N – 36 N = 36 N – 36 N = 0
Pada jawaban diatas gaya F3 tandanya negatif karena arah F3 ke kiri, sedangkan F1 dan F2 positif karena arahnya ke kanan. Resultan gaya pada benda = 0 sehingga dapat disimpulkan:
- Benda dalam keadaan diam
- Percepatan benda 0
Jadi soal ini jawabannya B.
Contoh soal 2
Perhatikan gambar dibawah ini.
Jika massa balok 4 kg dan antara balok dengan lantai tidak ada gesekan, maka balok tersebut dalam keadaan…
A. Diam
B. Bergerak lurus berubah beraturan ke kanan
C. Bergerak lurus berubah beraturan ke kiri
D.Bergerak lurus beraturan ke kanan
E. Bergerak lurus beraturan ke kiri
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita hitung terlebih dahulu resultan gaya pada balok:
- ∑F = F1 – F2
- ∑F = 20 N – 32 N = – 12 N
Karena hasilnya negatif berarti benda bergerak lurus berubah beraturan dengan arah ke kiri. Soal ini jawabannya C.
Contoh soal 3
Berikut adalah gambar yang menunjukkan lima buah benda yang diberikan gaya berbeda-beda.
Percepatan terbesar ditunjukkan oleh benda nomor ….
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita hitung besar percepatan dengan rumus dibawah ini.
→ a1 =→ a2 =
→ a3
→ a4 =
→ a5 =
Berdasarkan perhitungan diatas, percepatan terbesar dimiliki oleh benda 1. Jadi soal ini jawabannya A.
Contoh soal 4
Pada benda bermassa m bekerja gaya F menimbulkan percepatan a. Jika F dijadikan 2 F dan massa dijadikan 1/4 m maka percepatan yang ditimbulkan menjadi…
A. 1/3 a
B. 1/2 a
C. 2a
D. 4a
E. 8a
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus dibawah ini:
→ a =→ a =
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal 5
Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam berada diatas lantai yang licin. Benda kemudian ditarik dengan gaya konstan 24 N dengan arah mendatar. Percepatan benda adalah …
A. 96 m/s2
B. 28 m/s2
C. 24 m/s2
D. 20 m/s2
E. 6 m/s2
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- m = 4 kg
- F = 24 N
Maka percepatan benda dihitung dengan rumus sebagai berikut:
→ a =Jadi soal ini jawabannya E.
Contoh soal 6
Sebuah truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Modil direm dan dalam waktu 20 sekon truk berhenti. Gaya rem yang bekerja pada truk sebesar…
A. 10.000 N
B. 20.000 N
C. 30.000 N
D. 40.000 N
E. 50.000 N
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- m = 10.000 kg
- vo = 20 m/s
- v = 0 (berhenti)
- t = 20 s
Cara menghitung gaya rem mobil truk sebagai berikut:
→ a =Menghitung gaya F:
F = m . a = 10.000 kg . -1 m/s2 = – 10.000 N
Gaya F tandanya negatif menunjukkan arah gaya rem berlawanan dengan arah gerak mobil truk. Jadi soal ini jawabannya A.
Contoh soal 7
Sebuah mobil dalam keadaan diam berada diatas jalan yang licin. Gaya tetap sebesar 25.000 N diberikan pada mobil selama 4 detik sehingga mobil menempuh jarak 200 m. Massa mobil adalah…
A. 25000 kg
B. 5000 kg
C. 1000 kg
D. 500 kg
E. 200 kg
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita hitung terlebih dahulu percepatan mobil dengan cara sebagai berikut:
→ s = 1/2 . a . t2→ 200 m = 1/2 . a . (4 s)2
→ a =
Massa mobil dihitung dengan rumus dibawah ini:
→ m =
Soal ini jawabannya C.
Contoh soal 8
Sebuah benda bermassa 1 kg mula-mula bergerak mendatar dengan kecepatan konstan 10 m/s. Benda kemudian diberi gaya sebesar 2 N selama 10 sekon searah dengan arah gerak benda. Besar kecepatan benda setelah 10 sekon adalah…
A. 35 m/s
B. 30 m/s
C. 25 m/s
D. 20 m/s
E. 15 m/s
Pembahasan / penyelesaian soal
Kita hitung terlebih dahulu percepatan benda dengan cara sebagai berikut:
→ a =Kecepatan mobil dihitung dengan rumus dibawah ini:
v = vo + a . t = 10 m/s + 2 m/s2 . 10 =
v = 10 m/s + 20 m/s = 30 m/s.
Soal ini jawabannya B.
Contoh soal gaya berat
Contoh soal 1
Sebuah benda bermassa 5 kg diletakkan disuatu tempat di bumi yang memiliki percepatan gravitasi 10 m/s2. Berat benda itu adalah…
A. 50 N
B. 10 N
C. 5 N
D. 2 N
E. 0,5 N
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita menggunakan rumus gaya berat sebagai berikut:
- w = m . g
- w = 5 kg . 10 m/s2 = 50 N
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 2
Seseorang dengan massa 60 kg beratnya dibumi adalah 600 N. Orang tersebut pergi ke bulan dengan percepatan gravitasi 1/6 percepatan gravitasi bumi. Berat orang itu dibulan adalah…
A. 600 N
B. 100 N
C. 60 N
D. 10 N
E. 6 N
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- mbumi = 60 kg
- wbumi = 600 N
- gbulan = 1/6 gbumi
Untuk menjawab soal ini kita bandingkan rumus berat dibumi dengan berat dibulan sebagai berikut:
→→
→ wbulan = 1/6 . 600 N = 100 N
Soal ini jawabannya B.