Soal hukum Newton tentang gerak dan grafitasi

BAB 2 ( Soal hukum Newton tentang gerak dan grafitasi)

1. soal baca di bawah ini!

2.Soal baca di bawah ini!

3. Sebuah benda bermasa 5 kg, diletakkan diatas bidang datar dengan μ = 0,2, g = 10 m/s² . Benda tersebut ditarik dengan gaya mendatar sebesar 15 N. Tentukan percepatan benda tersebut!.

Penyelesaian

4. Sebuah benda bermasa 5 kg, diletakkan diatas bidang miring dengan kemiringan 37°. Koefisien gesek antara benda dan bidang μ = 0,2. Jika g = 10 m/s² . Tentukan percepatan benda tersebut!.

Penyelesaian :

5. Dua masa A = 10 kg dan B = 5 kg, berada pada bidang datar. Antara bidang A dan B dihubungkan dengan tali. Benda A  ditarik dengan gaya mendatar sebesar 45 N. Jika μ = 0,2 dan g = 10 m/s² , tentukan percepatan kedua benda tersebut dan tegangan tali !.

Penyelesaian :

6. Sebuah benda dengan massa 10 kg bergerak GLB ke arah barat dengan kecepatan 10 m/s. Kepada benda tersebut dikenakan gaya kearah timur sebesar 100 N selama 0,1 s. Tentukan kecepatan akhir benda tersebut.

Penyelesaian :

7. Berat suat benda di bumi 980 N dimana g di bumi 9,8 m/s² , R bumi 638 10⁶ m

Benda tersebut dibawa ke suatu tempat dengan tinggi 2000 km dari permukaan bumi.

a. Tentukan medan gravitasi di ketinggian tersebut

b. Tentukan berat benda pada ketinggian tersebut

Penyelesaian :

a). g_B = 9,8 = G m_B/R_B² ----> G.mB =9,8 R_B² ---> g_2000km = G.m_B/(RB+2000000)² = 9,8 R_B² / (RB+2000000)² = 9,74 m/s²

b) di bumi W=m g ---> m = w/g = 980/9,8 = 100 kg ----> w_2000km = m. g_2000km = 100. 9,74 = 974 N

8. Dua planet A dan Bumi mempunyai perbandingan masa mA : mB = 2 : 5 ; dan perbandingan jari2 RA : RB = 1 : 3

a) Jika g di bumi 9,8 m/s2, berapa g di planet A

b. Jika berat suatu benda di bumi 9800 N berapa berat benda tersebut di planet A

9. Dua planet A dan B berevolusi mengelilingi matahari. Jika perbandingan jari-jari evolusi RA : RB = 2 : 5; waktu evolusi planet A = 40 tahun, berapa tahun waktu evolusi planet B?

10. Perhatikan gambar m1 = 4 kg; m2 = 2 kg; m3 = 2 kg; μ = 0,2 ; g = 10 m/s2, F = 20 N; hitunglah :

a) percepatan yang terjadi

b) T1 dan T2

11. Perhatikan gambar : m1 = 20 kg; m2 = 8 kg; μ = 0,2; g = 10 m/s2; sudut kemiringan 53^o hitung percepatan dan tegangan tali!

12. Perhatikan gambar : m = 4 kg; μ = 0,2; g = 10 m/s2; F = 100 N; hitung

a) Gaya gesek

b) Percepatan yang terjadi

13. Percepatan gravitasi di permukaan bumi 10 m/s2. Jika R adalah jari-jari bumi. Tentukan percepatan gravitasi pada ketinggian 3R/2.

Penyelesaian :

F = m. g = G. m. M_B / R² ----- > g = G.M_B/R² ---> untuk ketinggian 3R/2 --> g' = G.M_B/(3R/2)² = 4/9 x G.M_B/R² = 4/9 x 10 = 4,444 m/s²

14. Sebuah benda m = 4 kg berada diatas bidang datar. Koefisien gesek statis antara benda dan bidang datar 0,2. Berapa gaya gesek yang bekerja pada benda pada saat benda tepat akan bergerak ketika ditarik dengan gaya mendatar  ?

Penyelesaian :

F = μ. N = μ.m.g = 0,2 . 4 . 10 = 8 N

15. Sebuah satelit mengorbit pada ketinggian R dari permukaan bumi. Agar satelit tidak jatuh ke bumi ataupun terlempar keluar orbit, hitung kecepatan satelit.  R = 6400 km ;  g dipermukaan bumi = 10 m/s²

Penyelesaian :

G m_s. M_B /(2R)² = m_s. V² /(2R) --> G M_B /(2R) = V² ---> V = √ (G M_B /(2R))

g dipermukaan bumi 10 m/s² = G M_B /R² ---> G M_B = 10. R² _----> V = √ (10R²/(2R))= √ 5R = 5656,8 m/s

16. Sebuah benda 100 kg berada diatas bak truk yang melaju dengan kecepatan tetap 10 m/s. Tiba-tiba truk diperlambat dengan perlambatan 2,5 m/s² selama 2 detik. Jika koefisian gesek antara benda dan lantai bak truk 0,2 dan g = 10 m/s² tentukan pergeseran benda relatif terhadap bak truk.

Penyelesaian :

Akibat diperlambat 2,5 m/s² maka benda mengalami gaya semu ke depan sebesar F = m.a = 100 . 2,5 = 250 N

Benda mengalami gaya gesek ke arah belakang sebesar F_f = μ . N = μ . m . g = 0,2 . 100 . 10 = 200 N

Resultan gaya pada benda adalah F - F_f = 50 N. <----- gaya ini yang membuat benda bergeser kedepan relatif terhadap bak truk.

17. Karena gaya 50 N tersebut benda mengalami percepatan a = F / m = 50 / 100 = 0,5 m/s²

dengan menggunakan persamaan gerak S = Vo.t + ½ a (t)² = 0 . 2 + ½. 0,5 (2)² = 1 m terhadap bak truk.

Benda 5 kg di beri gaya F = 16 N arah mendatar. Jika koefisien gesekan kinetis = 0,1, maka benda akan bergerak dengan percepatan...

Penyelesaian :

F - F_f = m.a ---> F - μ.N = m.a  ----> F - μ.mg= m.a  ---> a = (16 - 0,1 . 5 . 10)/5 = 2,2 m/s²

18. Jarak benda bermassa m ke suatu titik adalah R, Jika jarak titik itu dimajukan hingga ½ dari semula, maka kuat medan gravitasinya sekarang menjadi ....

Penyelesaian :

g = GM/R² ---> g' = GM/(½R)² ---> g' = 4g

20. soal baca di bawah ini!