Kumpulan Soal Usaha Dan Energi [PDF]

Citation preview

Kumpulan Soal Usaha dan Energi 1. Ketika anda mendorong sebuah tembok sekuat tenaga hingga bermandikan keringat, tetapi tembok tersebut tidak bergerak. Apakah anda melakukan usaha ? jelaskan ! (level 1) 2. Kapan sebuah gaya dikatakan melakukan usaha ? jelaskan (level 1) 3. Bagaimana hubungan antara usaha dengan gaya dan perpindahan ? (level 1) 4. Sebuah peti kemas bermassa 50 kg yang terletak pada lantai ditarik horisontal sejauh 2 meter dengan gaya 200 N oleh seorang buruh pelabuhan. Hitunglah usaha total yang dilakukan terhadap peti kemas tersebut. (level 2) 5. Seorang anak menarik sebuah mobil mainan menggunakan tali dengan gaya sebesar 20 N. Tali tersebut membentuk sudut 30o terhadap permukaan tanah. Jika mobil mainan berpindah sejauh 5 meter, berapakah usaha yang dilakukan anak tersebut ? (level 2) 6. Berapa usaha yang dilakukan seseorang ketika mengangkat benda bermassa 4 kg setinggi 2 meter ? (level 2) 7. Buah mangga yang lezat sedang menggelayut pada tangkainya yang berada pada ketinggian 10 meter. Hitung usaha total yang bekerja pada buah mangga ketika jatuh ke permukaan tanah ! g = 10 m/s2 (level 2) 8. Sebuah balok bermassa 5 kg didorong ke atas sejajar bidang miring dengan gaya sebesar 100 N. Jika balok berpindah sejauh 10 meter, berapa usaha total yang dilakukan oleh resultan gaya yang bekerja pada balok itu ? g = 10 m/s2. Abaikan gesekan. (level 3) 9. Sebuah balok bermassa 10 kg meluncur ke bawah sejajar bidang miring. Koofisien gesekan antara balok dan permukaan bidang miring adalah 0,2. Jika jarak AB = 4 meter dan BC = 3 meter, berapa usaha total yang bekerja pada balok itu ? g = 10 m/s2. (level 3)



Soal Energi Potensial dan Energi Kinetik Soal Energi Potensial Gravitasi dan Energi Potensial Pegas 1. Semakin tinggi suatu benda berada di atas permukaan tanah, semakin besar atau semakin kecilkah Energi Potensial benda tersebut ? jelaskan (level 1) 2. Ketika dirimu melompat setinggi mungkin, berapakah kira-kira perubahan Energi Potensial gravitasi ? (level 1) 3. Kapan Energi Potensial pegas = 0 ? (level 1) 4. Mengapa lebih mudah memanjat bukit melalui jalan yang lintasannya berliku-liku daripada jalan yang menanjak lurus ke atas ? jelaskan (level 1) 5. Buah kelapa bermassa 1 kg yang sedang menggelayut di atas dahan pohon kelapa memiliki Energi Potensial sebesar 10 Joule. Berapakah ketinggian buah kelapa tersebut dari permukaan tanah ? (g = 10 m/s2) (level 2) 6. Seorang pemanjat tebing bermassa 60 Kg memanjat sebuah tebing yang tingginya 10 meter. Berapakah usaha yang dibutuhkan ? (g = 10 m/s2) (level 2) 7. Berapakah ketinggian yang akan dicapai bola yang massanya 0,2 kg jika dilemparkan lurus ke atas oleh seseorang yang melakukan usaha 100 Joule pada bola tersebut ? (g = 10 m/s2) (level 2)



8. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas sebesar 200 N/m. Seberapa jauh-kah pegas ini harus direntangkan agar menyimpan energi potensial sebesar 20 Joule ? (level 2) 9. Sebuah benda bermassa 10 kg meluncur pada bidang miring licin yang membentuk sudut 30o terhadap horisontal. Jika benda bergerak sejauh 2 meter, berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya berat ? (g = 10 m/s2) (level 3) 10. Sebuah pegas tergantung tanpa beban panjangnya 20 cm. Kemudian pada ujung pegas tersebut digantungi sebuah beban bermassa 0,1 kg sehingga panjang pegas menjadi 30 cm. Jika beban ditarik ke bawah sejauh 2 cm, berapakah Energi Potensial Elastik pegas tersebut ? (g = 10 m/s2) (level 3) Soal Energi Kinetik 1. Apakah sebuah mobil yang diam memiliki Energi Kinetik ? Jelaskan (level 1) 2. Ketika sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu menuju permukaan tanah, apakah Energi Kinetik-nya selalu tetap sepanjang lintasan ? jelaskan (level 1) 3. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak lurus dengan kecepatan 80 km/jam. Berapakah Energi Kinetik mobil tersebut ? (level 2) 4. Berapakah usaha yang diperlukan untuk mempercepat sepeda motor dari yang bermassa 100 kg dari 40 km/jam menjadi 80 km/jam ? (level 2) 5. Sebuah bola sepak ditendang oleh David Bechkam dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Jika usaha yang dilakukan oleh Mas Beckham adalah 60 Joule, berapakah massa bola tersebut ? (level 2) 6. Sebuah batu bermassa 1 kg dijatuhkan lurus ke bawah dari ketinggian 2 meter. Berapakah Energi Kinetik batu ketika menyentuh permukaan tanah ? (g = 10 m/s2) (level 3)



Soal Hukum Kekekalan Energi Mekanik 1. Hukum Kekekalan Energi menyatakan bahwa energi tidak dapat hilang alias bersifat kekal, energi hanya dapat berubah dari suatu bentuk ke bentuk energi yang lain. Buktikan kebenaran pernyataan ini… (level 1) 2. Sejauh ini, apa yang anda pahami tentang Energi Mekanik ? (level 1) 3. Mengapa kita menggunakan istilah Hukum Kekekalan Energi Mekanik… tidak menggunakan istilah Hukum Kekekalan Energi Potensial atau Hukum Kekekalan Energi Kinetik saja ? (level 1) 4. Coba jelaskan bagaimana perubahan energi yang terjadi ketika buah mangga jatuh dari pohon menuju ke tanah (level 1) 5. lanjutan dari soal nomor 4. Ketika jatuh di permukaan tanah, apakah energi mekanik buah mangga hilang ? jika tidak, kemana energi tersebut pergi ? (level 1) 6. Apa perbedaan antara gaya konservatif dan gaya tak konservatif ? sebutkan juga contohnya (level 1) 7. Dari ketinggian 6 meter, buah mangga yang sudah matang jatuh menuju permukaan tanah. Berapakah kecepatannya ketika berada pada ketinggian 1 meter di atas tanah ? (g = 10m/s2) (level 2) 8. Seekor tikus bermassa 0,2 kg dikejar kucing di atas atap rumah. Tikus tersebut lari terbirit-birit lalu terpeleset dan jatuh ke tanah. Jika atap rumah berada pada ketinggian 10 meter, berapakah kecepatan tikus ketika diciumtanah ? (level 2)



9. Sebuah bola dilempar dengan kecepatan 10 m/s ke atas. Berapakah ketinggian yang telah dicapai bola ketika kecepatannya tinggal 2 m/s ? (g = 10 m/s2) (level 2) 10. Sebuah balok bermassa 2 kg meluncur sejauh 1 meter lalu menumbuk pegas yang diletakan horizontal. Balok tersebut menekan pegas sejauh 6 cm dari posisi kendurnya. Bila konstanta pegas 800 N/m dan permukaan lantai kasar dengan koefisien gesek antara balok dan lantai adalah 0,2, tentukan kelajuan balok saat menumbuk pegas. (level 3)



Soal Daya 1. 100 Joule/detik = berapa watt ? (level 1) 2. 50 hp (horse power alias daya kuda) = berapa joule/detik ? (level 1) 3. Sejauh ini, apa yang anda pahami tentang Daya dalam ilmu fisika ? (level 1) 4. Misalnya anda dan seorang teman, masing-masing mengendarai sepeda motor yang berbeda tapi mempunyai massa yang sama. Dari garis start, dirimu dan dirinya kebut-kebutan hingga garis finish. Siapakah yang memiliki daya lebih besar ? Jelaskan dengan mempertimbangkan berbagai kemungkinan yang terjadi.. (level 1) 5. Semakin besar daya,semakin besar laju perubahan energi. Benar atau salahkah pernyataan ini ? (level 1) 6. Seseorang yang bermassa 50 kg menaiki tangga selama 10 sekon. Apabila ketinggian vertikal tangga adalah 5 meter, berapakah daya orang tersebut ?(level 2) 7. Sebuah mesin memiliki daya 200 Joule/detik digunakan untuk mengangkat beban dengan kecepatan tetap 4 m/s. Berapakah massa beban yang mampu diangkat mesin tersebut ? (g = 10 m/s2) (level 2) 8. Berapakah daya rata-rata sebuah mesin yang mampu mengangkat beban 400 kg setinggi 10 meter selama 2 menit ? (g = 10 m/s2) (level 2) 9. Sebuah sepeda motor bermassa 100 kg sedang mogok sehingga didorong oleh pemiliknya sejauh 20 meter selama 5 menit menuju bengkel terdekat. Jika pada sepeda motor bekerja gaya total sebesar 60 N, berapakah daya yang dikeluarkan oleh pendorong motor tersebut ? (level 2) 10. Sebuah sepeda motor melaju di atas tanjakan dengan kecepatan 40 km/jam. Jika massa sepeda motor + pengendaranya = 150 kg dan kemiringan tanjakan 30o, tentukan daya mesin sepeda motor (g = 10 m/s2) (level 3)