10+ Contoh Soal Hukum Newton dan Jawaban [+Pembahasan]

Diposting pada

Contoh Soal Hukum Newton dan Jawaban beserta Pembahasan – Hukum newton merupakan tiga hukum fisika sebagai dasar mekanika klasik menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda bergerak.

Soal hukum newton dan jawaban

Hampir semua rumus fisika berhubungan dengan gerak mulai dari jarak ataupun ketinggian. Sehingga hukum newton ini sangat penting dipelajari.

Bunyi Hukum Newton

Hukum Newton 1

Jika resultan gaya yang bekerja pada benda yang sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam. Benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap lurus beraturan dengan kecepatan tetap.

Hukum Newton 2

Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya.

Hukum Newton 3

Jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain maka benda yang dikenai gaya akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang di terima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan.

1 – 10 Contoh Soal Hukum Newton dan Kunci Jawaban 

1. Perhatikan gambar berikut!

Soal No 1 Newton

Pembahasan

a) Gaya normal

Σ Fy = 0

N − W = 0

N − mg = 0

N − (10)(10) = 0

N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai

Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:

fsmaks = μs N

fsmaks = (0,2)(100) = 20 N

Ternyata gaya gesek statis maksimum masih lebih besar dari gaya yang menarik benda (F) sehingga benda masih berada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :

Σ Fx = 0

F − fges = 0

12 − fges = 0

fges = 12 N

c) Percepatan gerak benda

Benda dalam keadaan diam, percepatan benda 0

2. Perhatikan gambar berikut, benda mula-mula dalam kondisi rehat!

Soal No 2 Newton

Pembahasan

a) Gaya normal

Σ Fy = 0

N − W = 0

N − mg = 0

N − (10)(10) = 0

N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai

Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:

fsmaks = μs N

fsmaks = (0,2)(100) = 20 N

Ternyata gaya yang gesek statis maksimum (20 N) lebih kecil dari gaya yang menarik benda (25 N), Sehingga benda bergerak. Untuk benda yang bergerak gaya geseknya adalah gaya gesek dengan koefisien gesek kinetis :

fges = fk = μk N

fges = (0,1)(100) = 10 N

c) Percepatan gerak benda

Hukum Newton II :

Σ Fx = ma

F − fges = ma

25 − 10 = 10a

a = 15/10 = 1,5 m/s2

d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

S = Vo t + 1/2 at2

S = 0 + 1/2(1,5)(22)

S = 3 meter

3. Perhatikan gambar berikut, benda 5 kg mula-mula dalam kondisi tidak bergerak!

Soal No 3 Newton

Pembahasan

a) Gaya normal

Σ Fy = 0

N + F sin θ − W = 0

N = W − F sin θ = (5)(10) − (25)(0,6) = 35 N

b) Gaya gesek

Jika dalam soal hanya diketahui koefisien gesek kinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak, sehingga fges = fk :

fges = μk N

fges = (0,1)(35) = 3,5 N

c) Percepatan gerak benda

Σ Fx = ma

F cos θ − fges = ma

(25)(0,8) − 3,5 = 5a

5a = 16,5

a = 3,3 m/s2

4. Perhatikan gambar berikut, balok 100 kg diluncurkan dari sebuah bukit!

Soal No 4 Newton

Pembahasan

a) Gaya normal pada balok

Σ Fy = 0

N − W cos θ = 0

N − mg cos 53o = 0

N − (100)(10)(0,6) = 0

N = 600 Newton

b) Gaya gesek antara lereng dan balok

fges = μk N

fges = (0,125)(600) = 75 newton

c) Percepatan gerak balok

Σ Fx = ma

W sin θ − fges = ma

mg sin 53o − fges = ma

(100)(10)(0,8) − 75 = 100a

a = 725/100 = 7,25 m/s2

5. Balok A massa 40 kg dan balok B massa 20 kg berada di atas permukaan licin didorong oleh gaya F sebesar 120 N seperti diperlihatkan gambar berikut!

Tentukan :

a) Percepatan gerak kedua balok

b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B

Pembahasan

a) Percepatan gerak kedua balok

Tinjau sistem :

Σ F = ma

120 = (40 + 20) a

a = 120/60 m/s2

b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B

Cara pertama, Tinjau benda A :

Σ F = ma

F − Fkontak = mA a

120 − Fkontak = 40(2)

Fkontak = 120 − 80 = 40 Newton

Cara kedua, Tinjau benda B :

Σ F = ma

Fkontak = mB a

Fkontak = 20(2) = 40 Newton

Simak Juga : Contoh Soal Suhu, Kalor dan Perpindahan Kalor

6. Balok A dan B terletak pada permukaan bidang miring licin didorong oleh gaya F sebesar 480 N seperti terlihat pada gambar berikut!

Tentukan :

  • a) Percepatan gerak kedua balok
  • b) Gaya kontak antara balok A dan B

Pembahasan

a) Percepatan gerak kedua balok

Tinjau Sistem :

Gaya-gaya pada kedua benda (disatukan A dan B) terlihat pada gambar berikut:

Σ F = ma

F − W sin 37o = ma

480 − (40 + 20)(10)(0,6) = (40 + 20) a

a = 120/60 = 2 m/s2

b) Gaya kontak antara balok A dan B

Cara pertama, tinjau balok A

Gaya-gaya pada balok A terlihat pada gambar berikut :

Σ F = ma

F − WA sin 37o − Fkontak = mA a

480 − (40)(10) (0,6) − Fkontak = (40)(2)

480 − 240 − 80 = Fkontak

Fkontak = 160 Newton

Cara kedua, tinjau benda B

Σ F = ma

Fkontak − WB sin 37o = mB a

Fkontak − (20)(10)(0,6) =(20)(2)

Fkontak = 40 + 120 = 160 Newton

7. Balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C (lihat gambar). Balok B beratnya 500 N. Koefisien gesekan antara A dan B = 0,2 dan koefisien gesekan antara B dan lantai = 0,5. Besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B adalah….newton

A. 950

B. 750

C. 600

D. 320

E. 100

(Sumber Soal : UMPTN 1993)

Pembahasan

fAB → gaya gesek antara balok A dan B

fBL → gaya gesek antara balok B dan lantai

fAB = μAB N

fAB = (0,2)(100) = 20 N

fBL = μBL N

fBL = (0,5)(100 + 500) = 300 N

Tinjau benda B

Σ Fx = 0

F − fABfBL = 0

F − 20 − 300 = 0

F = 320 Newton

8. Benda pertama dengan massa m1 = 6 kg dan benda kedua dengan massa m2 = 4 kg dihubungkan dengan katrol licin terlihat pada gambar berikut !

Jika lantai licin dan m2 ditarik gaya ke kanan F = 42 Newton, tentukan :

  • a) Percepatan benda pertama
  • b) Percepatan benda kedua
  • c) Tegangan tali T

Pembahasan

a) Percepatan benda pertama

Hubungan antara percepatan benda pertama (a1) dan percepatan benda kedua (a2) adalah:

a1 = 2a2

atau

a2 = 1/2a1

Tinjau m2

F − 2T = m2a2

42 − 2T = 4a2

42 − 2T = 4(1/2)a1

42 − 2T = 2a1     (Pers. 1)

Tinjau m1

T = m1a1

T = 6 a1(Pers. 2)

Gabung Pers. 1 dan Pers. 2

42 − 2T = 2a1

42 − 2(6a1) = 2a1

42 = 14 a1

a1 = 42/14 = 3 m/s2

b) Percepatan benda kedua

a2 = 1/2a1

a2 = 1/2(3) = 1,5 m/s2

c) Tegangan tali T

T = 6a1 = 6(3) = 18 Newton

9. Massa A = 4 kg, massa B = 6 kg dihubungkan dengan tali dan ditarik gaya F = 40 N ke kanan dengan sudut 37o terhadap arah horizontal!

Jika koefisien gesekan kinetis kedua massa dengan lantai adalah 0,1 tentukan:

a) Percepatan gerak kedua massa

b) Tegangan tali penghubung antara kedua massa

Pembahasan

Tinjauan massa B :

Nilai gaya normal N :

Σ Fy = 0

N + F sin 37o = W

N + (40)(0,6) = (6)(10)

N = 60 − 24 = 36 N

Besar gaya gesek :

fgesB = μk N

fgesB = (0,1)(36) = 3,6 N

Hukum Newton II:

Σ Fx = ma

F cos 37ofgesB − T = ma

(40)(0,8) − 3,6 − T = 6 a

28,4 − T = 6 a → (persamaan 1)

Tinjauan gaya-gaya pada massa A

Σ Fx = ma

T − fgesA = ma

T − μk N = ma

T − μk mg = ma

T − (0,1)(4)(10) = 4 a

T = 4a + 4 → Persamaan 2

Gabung 1 dan 2

28,4 − T = 6 a

28,4 − ( 4a + 4) = 6 a

24,4 = 10a

a = 2,44 m/s2

b) Tegangan tali penghubung antara kedua massa

T = 4a + 4

T = 4(2,44) + 4

T = 13,76 Newton

10. Diberikan gambar sebagai berikut!

Jika massa katrol diabaikan, tentukan:

a) Percepatan gerak kedua benda

b) Tegangan tali penghubung kedua benda

Pembahasan

Tinjau A

Σ Fx = ma

T − WA sin 37o = mA a

T − (5)(10)(0,6) = 5 a

T − 30 = 5a → (Persamaan 1)

Tinjau B

Σ Fx = ma

WB sin 53o − T = mB a

(10)(0,8) − T = 10 a

T = 80 − 10 a → (Persamaan 2)

Gabung 1 dan 2

T − 30 = 5a

(80 − 10 a) − 30 = 5 a

15 a = 50

a = 50/15 = 10/3 m/s2

b) Tegangan tali penghubung kedua benda

T − 30 = 5a

T − 30 = 5( 10/3)

T = 46,67 Newton

Download Soal Hukum Newton

Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Newton dari berbagai penerbit buku seperti Erlangga oleh Michael Purba KTSP 2006 dan Unggul Sudarmo Kurikulum 2013, Yudhistira, Platinum, Grafindo, Phißeta dan Esis

Download File dalam format .doc atau .pdf agar mudah dibaca dan tertata rapi lengkap dengan peta konsep dan prasyarat materi.

Link Download Soal dan Kunci Jawaban Hukum Newton

Google Drive | Zippyshare 

Gambar Gravatar
Assalamualaikum wr.wb. Selamat belajar dan mengerjakan tugas.^^PS : Tidak perlu bermimpi menjadi orang terkenal atau menginsipirasi, cukup menjadi individu yang bermanfaat untuk orang lain, Insha Allah kamu akan menemukan jalanmu.. Karena setiap orang memiliki tanggung jawab, peranan dan beban yang harus dipikul. Oleh sebab itu lakukanlah yang terbaik untuk membuat orang tuamu bangga. Terutama kaum muda yang masih memiliki semangat juang yang tinggi, inilah saatnya kamu bekerja keras dan belajar dengan sungguh-sungguh!

1 komentar.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *