Berikut adalah soal soal fisika tentang dinamika gerak lurus beserta jawabannya:
1. Soal: Sebuah mobil bermassa 1.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah gaya yang dibutuhkan untuk menghentikan mobil tersebut dalam waktu 10 detik?
Jawaban: Gaya yang dibutuhkan untuk menghentikan mobil adalah gaya yang berlawanan dengan arah gerak.
- Diketahui:
- Massa (m) = 1.000 kg
- Kecepatan awal (v₀) = 20 m/s
- Waktu (t) = 10 s
- Kecepatan akhir (v) = 0 m/s (karena berhenti)
- Gaya (F) = m * a, di mana a adalah percepatan.
- Percepatan (a) = (v - v₀) / t = (0 - 20) / 10 = -2 m/s²
- Gaya: F = 1.000 kg * (-2 m/s²) = -2.000 N (arah berlawanan dengan gerak).
2. Soal: Sebuah benda bermassa 2 kg berada di permukaan datar dan ditarik dengan gaya sebesar 10 N. Jika gaya gesek antara benda dan permukaan adalah 2 N, berapakah percepatan benda tersebut?
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 2 kg
- Gaya tarik (F) = 10 N
- Gaya gesek (f) = 2 N
- Resultan gaya (F_r) = F - f = 10 N - 2 N = 8 N
- Percepatan (a) = F_r / m = 8 N / 2 kg = 4 m/s².
3. Soal: Sebuah benda bermassa 5 kg didorong dengan gaya konstan sehingga benda tersebut mengalami percepatan 3 m/s². Berapakah gaya yang bekerja pada benda tersebut?
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 5 kg
- Percepatan (a) = 3 m/s²
- Gaya (F) = m * a = 5 kg * 3 m/s² = 15 N.
4. Soal: Sebuah benda bermassa 8 kg di atas permukaan licin didorong dengan gaya sebesar 32 N. Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut?
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 8 kg
- Gaya (F) = 32 N
- Percepatan (a) = F / m = 32 N / 8 kg = 4 m/s².
5. Soal: Sebuah bola dengan massa 0,5 kg dilempar ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Berapa gaya gravitasi yang bekerja pada bola selama gerak vertikal ke atas? (g = 9,8 m/s²)
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 0,5 kg
- g = 9,8 m/s²
- Gaya gravitasi (F) = m * g = 0,5 kg * 9,8 m/s² = 4,9 N.
6. Soal: Sebuah benda bermassa 3 kg digantung pada tali, kemudian benda tersebut ditarik dengan gaya vertikal ke atas sebesar 40 N. Berapakah percepatan benda tersebut? (g = 9,8 m/s²)
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 3 kg
- Gaya tarik (F) = 40 N
- g = 9,8 m/s²
- Berat benda (W) = m * g = 3 kg * 9,8 m/s² = 29,4 N
- Resultan gaya (F_r) = F - W = 40 N - 29,4 N = 10,6 N
- Percepatan (a) = F_r / m = 10,6 N / 3 kg = 3,53 m/s².
7. Soal: Sebuah benda bermassa 10 kg meluncur menuruni bidang miring tanpa gesekan dengan sudut kemiringan 30°. Berapakah percepatan benda tersebut? (g = 9,8 m/s²)
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 10 kg
- Sudut kemiringan (θ) = 30°
- g = 9,8 m/s²
- Komponen gaya gravitasi sepanjang bidang miring: F = m * g * sin(θ) = 10 kg * 9,8 m/s² * sin(30°) = 49 N
- Percepatan (a) = F / m = 49 N / 10 kg = 4,9 m/s².
8. Soal: Sebuah benda bermassa 12 kg dipercepat dengan gaya sebesar 60 N di atas permukaan datar dengan gaya gesek 20 N. Berapa percepatan yang dialami benda tersebut?
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 12 kg
- Gaya (F) = 60 N
- Gaya gesek (f) = 20 N
- Resultan gaya (F_r) = F - f = 60 N - 20 N = 40 N
- Percepatan (a) = F_r / m = 40 N / 12 kg = 3,33 m/s².
9. Soal: Sebuah mobil bermassa 1.500 kg bergerak dengan kecepatan 25 m/s. Jika mobil tersebut direm dan berhenti dalam jarak 100 meter, berapakah gaya pengereman yang diperlukan?
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 1.500 kg
- Kecepatan awal (v₀) = 25 m/s
- Kecepatan akhir (v) = 0 m/s
- Jarak (s) = 100 m
- Menggunakan persamaan gerak: v² = v₀² + 2a * s → 0² = 25² + 2 * a * 100
- a = -3,125 m/s² (percepatan negatif karena melawan gerak)
- Gaya pengereman (F) = m * a = 1.500 kg * (-3,125 m/s²) = -4.687,5 N.
10. Soal: Sebuah balok bermassa 4 kg berada di atas permukaan kasar dengan koefisien gesekan 0,3. Berapa gaya minimum yang dibutuhkan untuk menggerakkan balok tersebut? (g = 9,8 m/s²)
Jawaban:
- Diketahui:
- Massa (m) = 4 kg
- Koefisien gesekan (μ) = 0,3
- g = 9,8 m/s²
- Gaya gesek maksimum (f) = μ * m * g = 0,3 * 4 kg * 9,8 m/s² = 11,76 N
- Jadi, gaya minimum untuk menggerakkan balok harus lebih besar dari 11,76 N.
Semoga soal-soal ini bermanfaat untuk latihan atau sebagai referensi!