);

Contoh soal hukum Newton 1 2 3 dan pembahasannya

Artikel ini membahas tentang contoh soal hukum Newton 1, 2, 3 dan pembahasannya. Newton adalah ilmuwan yang banyak mempelajari penyebab gerak benda. Menurut Newton, penyebab gerak benda adalah gaya. Newton mengemukakan tiga hukum yang berkaitan dengan gerak benda, yaitu hukum I Newton, hukum II Newton, dan hukum III Newton.

Hukum I Newton menyatakan “jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol (ΣF = 0), maka benda yang diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan bergerak lurus beraturan.” Secara matematis hukum I Newton dinyatakan sebagai berikut.

Hukum I Newton

Hukum I Newton disebut juga hukum Inersia atau hukum kelembaman benda. Inersia atau kelembaman benda diartikan sebagai sifat suatu benda untuk mempertahankan keadaannya. Benda yang semula diam cenderung akan tetap diam dan benda yang semula bergerak cenderung akan tetap bergerak.

Hukum II Newton menyatakan bahwa jika satu atau lebih gaya bekerja pada benda, maka percepatan yang dihasilkan berbanding lurus dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Hukum II Newton dapat ditulis dalam bentuk persamaan yaitu sebagai berikut.

Hukum II Newton
Hukum II Newton

Hukum III Newton menyatakan bahwa jika suatu gaya diberikan pada suatu benda (aksi), maka benda tersebut akan memberikan gaya yang sama besar dan berlawanan dengan gaya yang diberikan (reaksi). Hukum III Newton ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

  • Faksi = – Freaksi

Contoh soal hukum Newton 1

Contoh soal 1

Seekor ikan bermassa 1 kg tergantung pada tail tali. Jika g = 10 m/s2, besar tegangan tali adalah …
A. 5 N
B. 10 N
C. 15 N
D. 20 N
E. 25 N

Pembahasan

Hukum Newton 1
Pembahasan soal hukum Newton 1

Berdasarkan hukum Newton 1 diperoleh hasil sebagai berikut.

  • ΣF = 0
  • T – w = 0
  • T = w
  • T = mg
  • T = 1 kg . 10 m/s2 = 20 N

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 2

Sebuah balok beratnya 100 N. Pada balok tersebut bekerja sebuah gaya seperti pada gambar berikut.

Hukum Newton 1
Contoh soal hukum Newton 1 nomor 2

Besarnya gaya normal yang bekerja pada balok adalah …
A. 20 N
B. 20 3   N
C. 40 N
D. 60 N
E. 80 N

Pembahasan

Hukum Newton 1
Pembahasan soal hukum Newton 1 nomor 2

Berdasarkan hukum Newton 1 diperoleh hasil sebagai berikut.

  • ΣF = 0
  • N + F sin 30o – w = 0
  • N = w – F sin 30o
  • N = 100 N – 40 N . 1/2
  • N = 100 N – 20 N = 80 N

Soal ini jawabannya E.

Contoh soal hukum Newton 2

Contoh soal 1

Gaya resultan yang bekerja pada sebuah benda yang bermassa 30 kg, sehingga ia dipercepat dengan percepatan 2 ms-1 adalah …
A. 15 N
B. 30 N
C. 50 N
D. 60 N
E. 90 N

Pembahasan

Dengan menggunakan hukum Newton 2 diperoleh hasil sebagai berikut.

  • ΣF = ma
  • ΣF = 30 kg . 2 ms-1
  • ΣF = 60 N

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 2

Untuk mempercepat benda yang massanya 6 kg dari kecepatan 21 ms-1 menjadi 33 ms-1 selama 3 sekon diperlukan gaya sebesar …
A. 27 N
B. 24 N
C. 21 N
D. 18 N
E. 15 N

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • m = 6 kg
  • v1 = 21 ms-1
  • v2 = 33 ms-1
  • t = 3 s

Untuk mencari gaya menggunakan hukum Newton 2 sebagai berikut.

→ F = ma
→ F = m .
v2 – v1
t

→ F = 6 kg .
33 ms-1 – 21 ms-1
3 s

→ F = 6 kg . 4 ms-2 = 24 N

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 3

Sebuah gaya bekerja pada benda yang bermassa 5 kg dan mengalami percepatan 2 m/s2. Gaya yang sama akan menyebabkan benda bermassa 20 kg mengalami percepatan …
A. 0,5 m/s2
B. 2,0 m/s2
C. 3,0 m/s2
D. 4,9 m/s2
E. 8,0 m/s2

Pembahasan

  • F1 = F2
  • m1 . a1 = m2 . a2
  • 5 kg . 2 m/s2 = 20 kg . a2
  • 10 N = 20 kg . a2
  • a2 = 10 N / 20 kg = 0,5 m/s2

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 4

Gaya 10 N bekerja pada benda hingga mengalami percepatan 5 m/s2. Gaya yang diperlukan untuk memperoleh percepatan 1 m/s2 adalah …
A. 1 N
B. 2 N
C. 3 N
D. 5 N
E. 50 N

Pembahasan

F1
a1
=
F2
a2

10 N
5 m/s2
=
F2
1 m/s2

→ F2 = 2 N . 1 = 2 N

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 5

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
B. 1,5 m
C. 2,0 m
D. 2,5 m
E. 3,0 m

Pembahasan

→ F = m . a
→ a =
F
m

→ a =
Fg
m
=
µk m . g
m

→ a = µk . g = 0,4 . 10 ms-2 = 4 ms-2
→ v2 = v02 – 2 a s
→ 02 = (4 ms-1)2 – 2 . 4 ms-2 . s
→ 8 ms-2 . s = 16 m2 s-2
→ s =
16 m2 s-2
8 ms-2
= 2 m

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal 6

Balok I bermassa 2 kg dan balok II massanya 4 kg terletak diatas lantai licin seperti pada gambar.

Hukum Newton 2
Contoh soal hukum Newton 2 nomor 6

Jika F = 6 N, maka gaya kontak antara kedua balok adalah …
A. 0 N
B. 1 N
C. 2 N
D. 6 N
E. 18 N

Pembahasan

→ a =
F
m

→ a =
F
mI + mII

→ a =
6 N
2 kg + 4 kg
= 1 m/s2
→ Fkontak = m1 . a = 2 kg . 1 m/s2 = 2 N

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal 7

Dua buah balok bermassa 4 kg dan 5 kg terletak pada bidang datar. Kedua balok dihubungkan dengan tali dan ditarik dengan gaya 180 N. Perhatikan gambar berikut.

Hukum Newton 2
Contoh soal hukum Newton 2 nomor 7

Jika gaya gesek diabaikan, besar tegangan tali antara kedua balok adalah …
A. 20 N
B. 40 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 100 N

Pembahasan

→ a =
F
m

→ a =
180 N
4 kg + 5 kg

→ a =
180 N
9 kg
= 20 m/s2

Tinjau benda bermassa 5 kg.

  • F = m a
  • T = m . a
  • T = 5 kg . 20 m/s2 = 100 N

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 8

Hukum Newton 2
Contoh soal hukum newton 2 nomor 8

Dua buah balok dihubungkan dengan katrol seperti gambar. Massa balok A 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

Pembahasan

→ a =
wB
mA + mB

→ a =
6 kg . 10 m/s2
4 kg + 6 kg

→ a = 6 m/s2

Untuk menentukan tegangan tali tinjau benda B.

  • F = ma
  • w – T = mB . a
  • T = wB – mB . a
  • T = 6 kg . 10 m/s2 – 6 kg . 6 m/s2
  • T = 60 N – 36 N = 24 N

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal 9

Hukum Newton 2
Contoh soal hukum Newton 2 nomor 9

Perhatikan gambar diatas. Massa benda m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, jika percepatan gravitasi 10 m/s2 dan gesekan tali dengan katrol diabaikan, percepatan sistem adalah …
A. 2 m/s2
B. 2,5 m/s2
C. 4 m/s2
D. 5 m/s2
E. 8 m/s2

Pembahasan

→ a =
(m2 – m1) . g
m1 + m2

→ a =
(3 kg – 2kg) 10 m/s2
2 kg + 3 kg

→ a =
10 N
5 kg
= 2 m/s2

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 10

hukum Newton 2
Contoh soal hukum newton 2 nomor 10

Massa balok A dan B pada gambar diatas adalah 10 kg dan 5 kg. Koefisien gesek antara balok A dengan bidang adalah 0,2. Untuk mencegah balok A bergerak, massa balok C minimum yang diperlukan adalah …
A. 10 kg
B. 15 kg
C. 20 kg
D. 25 kg
E. 30 kg

Pembahasan

→ ΣF = m . a
→ wB – fg = (mA + mB) . a
→ mB . g – µ (mA + mC) . g = (10 kg + 5 kg) . 0
→ 5 kg . 10 m/s2 – 0,2 (10 kg + mC) 10 m/s2 = 0
→ 50 N = 2 m/s2 (10 kg + mC)
→ 10 kg + mC =
50 N
2 m/s2
= 25 kg
→ mC = 25 kg – 10 kg = 15 kg

Soal ini jawabannya B.

Contoh soal hukum Newton 3

Contoh soal 1

Hukum Newton 3
Contoh soal hukum Newton 3

Sebuah bola besi digantungkan pada langit-langit dengan seutas tali seperti pada gambar diatas. Jika T tegangan tali dan w berat beban, berikut ini adalah yang merupakan pasangan aksi reaksi adalah …
A. T3 dan w
B. T2 dan T1
C. w dan T2
D. T3 dan T1
E. T1 dan w

Pembahasan

Bola besi memiliki berat w sehingga menimbulkan reaksi pada tali yaitu tegangan T1. T2 menarik langit-langit (melakukan aksi terhadap langit-langit) sehingga langit-langit melakukan reaksi T3.

Jadi yang merupakan pasangan aksi reaksi adalah T1 dan w serta T2 dan T3. Soal ini jawabannya E.

You cannot copy content of this page