Fisika : Latihan Soal

• Hukum Newton (dinamika benda)
• Gaya Gesek & Gaya Normal
• Usaha dan Tenaga
• Daya
• Momentum & Impuls
• Kekekalan Momentum
• Tumbukan
• Gerak Rotasi
• Torka
• Kekekalan Momentum Sudut
• Kesetimbangan Benda Tegar

SOAL SELEKSI :
1. Benda bermassa m = 3 kg ditarik dengan beban M = 8 kg.
Jika gesekan tali dengan katrol diabaikan dan percepatan
grafitasi 10 m/s2, maka tentukan:
(a) Tegangan tali, (b) Percepatan benda m dan M.

2. Benda mempunyai massa 15 kg terletak pada bidang datar (papan) dan g = 10 m/s2. Hitung gaya tekan normal yang dialami benda terhadap bidang papan. Jika papan digerakan:
(a) vertikal ke atas dengan pecepatan tetap, (b) vertikal ke atas dengan percepatan 3 m/s2.

3. Suatu benda mempunyai massa 500 gram diletakkan di atas bidang miring yang kasar dengan sudut kemiringan 45°, jika koefisien gesek kinetik 0,3 dan percepatan grafitasi bumi 10 m/s2, maka tentukan: (a) gaya gesek kinetik, (b) percepatan benda!

4. Sebuah mobil massanya 2 ton bergerak dengan percepatan 100 km/jam pada saat direm dengan gaya tetap sebesar 3.104 N, maka tentukan jarak yang diperlukan sampai mobil berhenti!

5. Sebuah balok ditempatkan pada bidang miring licin. Sudut kemiringan bidang dan horizontal adalah 45°. Jika panjang bidang miring adalah10 meter, tentukanlah waktu yang dibutuhkan oleh benda tersebut saat tiba di ujung bidang miring!

6. Sebuah gaya F diberikan pada benda ber massa m1 dan menghasilkan percepatan 3 m/s2. Gaya yang sama diberikan pada benda ber massa m2 dan menghasilkan percepatan 1 m/s2.
(a) Berapakah nilai ratio m1/ m2?
(b) Jika m1 dan m2 digabung, berapakah percepatan yang dihasilkan oleh gaya F?

7. Sebuah benda bermassa 5 kg (g = 10 ms-2) digantungkan dengan seutas tali, tentukanlah gaya tegangan tali pada saat itu: a. sistem dalam keadaan diam
b.sistem bergerak ke atas dengan percepatan 5,2 ms-2.

8. Sebuah benda digantung dengan seutas tali. Dalam keadaan diam, tegangan talinya adalah 100 N, (g = ms-2). Jika tali hanya mampu menahan tegangan sebesar 180 N, dengan percepatan maksimum berapakah benda tersebut dpt ditarik ke atas, tepat pada saat tali akan putus?

9. Sebuah bola bermassa 200 gram jatuh bebas dari ketinggian 20 meter dari tanah. Setelah menumbuk tanah bola terpantul dengan kelajuan setengah dari kelajuan saat menumbuk tanah. Waktu sentuh bola menumbuk tanah adalah 0,2 detik. Hitunglah:
a. Perubahan momentum bola pada saat menumbuk tanah
b. Impuls yang dikerjakan tanah pada bola
c. Gaya rata-rata yang bekerja pada bola selama tumbukan berlangsung.

10. Sebuah bola kasti bermassa 150 gram dilemparkan mendatar ke arah sumbu X positif dengan kelajuan 10 m/s. Seorang pemain yang memegang pemukul bola memukul bola tersebut hingga bola berbalik arah dengan kelajuan 16 m/s. Hitunglah gaya rata-rata yang dikerjakan pemukul pada bola, jika pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,02 detik.

11. Dalam permainan softball, sebuah bola bermassa 150 gram dilempar mendatar ke timur dengan kelajuan 10 m/s. Setelah dipukul bola bergerak ke barat dengan kelajuan 15 m/s. Kayu pemukul dan bola bersentuhan selama 0,75 ms. Tentukan:
a) Impuls yang diberikan oleh kayu pemukul pada bola.
b) Gaya rata-rata yang diberikan kayu pemukul pada bola.
c) Percepatan rata-rata bola selama bersentuhan dengan kayu pemukul.

12. Sebuah peluru bermassa 10 gram ditembakkan mendatar dengan kecepatan 200 m/s. Jika massa senapan 2 kg, tentukan kecepatan senapan mendorong bahu penembak.

13. Sebuah mobil dan sebuah truk yang bergerak saling mendekat pada suatu jalan lurus mendatar bertabrakan sentral dan saling menempel sesaat setelah tabrakan. Sesaat sebelum tabrakan terjadi, mobil bergerak dengan kelajuan 20 m/s dan truk 10 m/s. Massa mobil 1200 kg dan massa truk 3800kg. Tentukan besar dan arah kelajuan mobil dan truk setelah tabrakan.

14. Dua orang bermassa sama masing-masing 60 kg berada dalam sebuah perahu bermassa 300 kg yang sedang bergerak ke timur dengan kelajuan tetap 3 m/s. Tentukan kecepatan perahu itu sesaat setelah:
a) satu orang terjatuh dari perahu
b) satu orang melompat ke arah barat dengan kelajuan 4 m/s.

15. Suatu ayunan balistik digunakan untuk mengukur kecepatan sebuah peluru yang bergerak cepat. Peluru bermassa 10 gram ditembakkan ke dalam suatu balok besar bermassa 1,5 kg yang tergantung pada beberapa utas kawat ringan. Peluru tertanam dalam balok, dan keseluruhan sistem balok-peluru berayun hingga mencapai ketinggian 10 cm (percepatan gravitasi 9,8 m/s2)
a) Tentukan kecepatan awal peluru sesaat sebelum mengenai balok !

16. Sebuah mobil bermassa 2000 kg yang bergerak dengan kelajuan 15 m/s bertabrakkan sentral dengan mobil bermassa 1000 kg yang bergerak dengan kelajuan 20 m/s dan berlawanan arah dengan mobil pertama. Setelah tabrakkan kedua mobil bergerak bersama.
a) Hitung kecepatan kedua mobil setelah tabrakkan
b) Hitung energi kinetik yang hilang.

17. Sebuah peluru bermassa 40 gram ditembakkan mendatar dengan kelajuan 300 m/s ke arah balok bermassa 860 gram yang diam di atas bidang mendatar yang licin. Setelah tumbukan peluru bersarang di dalam balok dan bergerak bersama-sama. Berapakah kecepatan peluru dan balok sesaat setelah tumbukan?

18. Sebuah bola tenis massanya 125 gram dilepaskan dari ketinggian h dan menumbuk lantai kemudian terpantul kembali mencapai ketinggian 2 m. Setelah pemantulan pertama tersebut bola jatuh lagi dan terpantul kembali setinggi 0,5 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka tentukan tinggi bola tenis saat dilepaskan (h).

19. Sebuah mesin pelempar baseball bermassa 10 kg diam pada tempat pelemparan. Berapakah kelajuan mundur mesin ketika mesin itu melemparkan baseball bermassa 250 gram dengan kelajuan 40 m/s?

20. Seorang pemain ski mula-mula diam, lalu mulai bergerak menuruni lereng miring 20° dengan horizontal sejauh 100 m.
a. Jika koefisien gesek 0,090, berapakah kelajuan orang itu pada ujung bawah lereng itu?
b. Jika salju pada bagian datar di kaki lereng itu memiliki koefisien gesek yang sama, berapa jauhkan pemain ski itu dapat meluncur sebelum akhirnya berhenti?

21. Seorang pemanjat tebing membawa ransel 7,50 kg. Ia mulai memanjat tebing dengan kelajuan konstan, dan 30,0 menit kemudian ia berada pada ketinggian 9,2 m di atas titik awal.
a. Berapakah usaha yang ia lakukan terhadap ranselnya?
b. Jika berat pemanjat itu 650 N, berapakah usaha total yang ia
lakukan untuk mengangkat dirinya sendiri dan ranselnya?
c. Berapakah daya total yang dikerahkan pemanjat itu?

22. Sebuah benda bermassa 0,100 kg ditekankan pada pegas yang terletak di dalam tabung horizontal. Pegas (konstanta k = 250 N/m) tertekan 6,0 cm dan kemudian benda itu dilepaskan. Berapakah kelajuan benda saat meninggalkan pegas?

23. Tinjau sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak menanjak pada sebuah bukit (lihat gambar). Jika kecepatan mobil pada titik A sama dengan 24m/s dan pada titik B sama dengan 8 m/s dan gaya gesek yang dikerjakan ban mobil terhadap jalan 90 N .Tentukan panjang lintasan yang ditempuh mobil dari A sampai ke B.

24. Sebuah rollercoaster mendaki ketinggian maksimum h1= 60 m diatas tanah, dan melaluinya dengan kecepatan 0,6 m/s. Rollercoaster kemudian meluncur kebawah dengan ketinggian minimum h2 = 4 m, sebelum mendaki kembali dengan ketinggian h3 , jika pada posisi ini kecepatannya masih 14 m/s. Tentukan:
(a). Kecepatan rollercoaster pada posisi minimum,
(b) ketinggian rollercoaster pada h3.

25. Sebuah balok bermassa 0,66 kg diam diatas bidang licin sempurna dan dihubungkan dengan sebuah pegas mendatar. Selanjutnya sebuah peluru bermassa 15 gr ditembakan dengan kelajuan v hingga menumbuk balok dan masuk ke dalamnya. Akibat tumbukan ini, pegas dengan tetapan gaya 3,0 N/cm tertekan sejauh 10 cm. Tentukan kelajuan peluru ketika ditembakan .

26. Sebuah bola bermassa m = 0,1 kg dijatuhkan dari ketinggian h = 2 m dan menekan pegas sejauh x.Tetapan gaya pegas k = 500 N/m, g = 10 m/s2 dan massa pegas dapat diabaikan terhadap massa bola. Tentukan panjang x.

27. Sebuah silinder pejal bermassa 4 kg dan jari-jari 10 cm berada di atas bidang mendatar kasar. Silinder ditarik dengan gaya mendatar F = 60 N pada sumbunya, sehingga bergerak menggelinding. Tentukan:
(a) percepatan linier, (b) percepatan anguler (sudut)
(c) gaya gesek.

28. Seutas tali dililitkan pada sebuah katrol berbentuk silinder pejal bermassa M = 2 kg dan jari-jari R = 20 cm. Pada ujung-ujung tali diberi beban yang massanya masing-masing m1 = 4 kg dan m2 = 3 kg. Jika massa tali diabaikan, tentukan:
(a) percepatan linier masing-masing benda
(b) percepatan anguler katrol
(c) gaya tegang tali pada m1 dan m2.

29. Batang homogen AB beratnya 20N panjang 1 m dalam keadaan seimbang, seperti gambar di samping. Di titik A berengsel dan di titik B batang diikat dengan tali yang massanya diabaikan serta diberi beban 10 N. Tentukan: (a) besar gaya tegang tali,
(b) besar dan arah gaya reaksi pada engsel di titik A.

30. Sebuah tangga AB homogen beratnya 100 N bersandar pada tembok yang licin dan bertumpu pada lantai kasar. Tangga AB membentuk sudut 45o terhadap lantai. Jika tangga AB tepat akan tergelincir, maka tentukan (a) gaya reaksi lantai dan tembok, (b) gaya gesek tangga terhadap lantai, dan (c) koefisien gesek antara lantai dengan tangga.

sumber: sidikpurnomo.net