LIRIK LAGU : Pembahasan Soal Un Fisika Perihal Aturan Newton

- Hukum Newton. Pembahasan soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya mengenai aturan Newton. Hukum Newton wacana gerak benda terdiri dari tiga, yaitu aturan I Newton (hukum kelembaman), aturan II Newton, dan aturan III Newton (aksi reaksi). Berbicara mengenai aturan Newton maka dekat kaitannya dengan gerak lurus dan beberapa gaya menyerupai gaya normal, gaya gesek, dan gaya eksternal yang diberikan pada benda. Pada soal ujian nasional, ternyata ada satu atau beberapa soal yang berafiliasi dengan aturan Newton. Pada kesempatan ini, edutafsi akan membagikan pembahasan beberapa soal ujian nasional wacana aturan Newton yang disusun dari soal UN tahun-tahun sebelumnya.

Soal 1 : Menentukan Percepatan Lift

Reza bermassa 40 kg berada di dalam sebuah lift yang sedang bergerak ke atas. Jika gaya lantai lift terhadap kaki Reza yaitu 520 N dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka percepatan lift tersebut yaitu ....
A. 1,0 m/s²
B. 1,5 m/s²
C. 2,0 m/s²
D. 2,5 m/s²
E. 3,0 m/s²

Pembahasan :
Dik : m = 40 kg, N = 520 N, g = 10 m/s²
Dit : a = .... ?

Untuk membahas soal menyerupai ini, maka kita sanggup meninjau gaya-gaya yang bekerja dan kemana arah gerak benda. Pada soal ini, lift bergerak ke atas itu artinya Reza juga bergerak ke atas bersama dengan lift tersebut. Dengan demikian, gerak yang kita tinjau yaitu gerak dalam arah vertikal, maka tinjau gaya-gaya yang bekerja dalam arah vertikal.

Jika diuraikan, maka pada perkara ini terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya berat dan gaya lantai lift terhadap kaki Reza. Gaya berat bekerja ke arah bawah sedangkan gaya lantai terhadap kaki Reza (disimbolkan dengan N) arahnya ke atas tegak lurus tehadap permukaan lantai lift.

Itu artinya, gaya berat dan gaya N bekerja dalam arah yang berlawanan. Karena lift bergerak ke atas, maka gaya yang searah gerak yaitu N sedangkan gaya berat W berlawanan arah gerak. Dengan demikian, resultan gaya yang bekerja yaitu :
⇒ ∑F = N - W
⇒ ∑F = 520 - m.g
⇒ ∑F = 520 - 40(10)
⇒ ∑F = 520 - 400
⇒ ∑F = 120 N

Selanjutnya, alasannya yaitu lift bergerak dan ada percepatan, maka pada perkara ini berlaku aturan II Newton. Menurut aturan II Newton, resultan gaya yang bekerja sama dengan hasil kali massa dan percepatan. Sehingga diperoleh:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 120 = 40 . a
⇒ a = 120/40
⇒ a = 3 m/s²

Penyelesaian ringkas:
⇒ a = ∑F/m
⇒ a = (N - W)/m
⇒ a = (520 - 400)/40
⇒ a = 3 m/s²

Jadi, percepatan lift tersebut yaitu 3 m/s².

Jawaban : E

Soal 2 : Percepatan Lift dikala Turun

Seorang laki-laki yang berada di dalam sebuah lift bangkit di atas sebuah timbangan badan. Sebelum lift bergerak, timbangan tersebut menunjukkan angka 60 kg, namun dikala lift bergerak ke bawah, timbangan menunjukkan angka 57 kg. Jika percepatan gravitasi di kawasan itu 10 m/s², maka besar percepatan lift dikala turun yaitu ....
A. 1,0 m/s²
B. 0,8 m/s²
C. 0,6 m/s²
D. 0,5 m/s²
E. 0,3 m/s²

Pembahasan :
Dik : m = 60 kg, m' = 57 kg, g = 10 m/s²
Dit : a = .... ?

Soal ini bergotong-royong sama dengan soal nomor satu hanya saja arah geraknya berbeda. Pada soal nomor satu, lift bergerak ke atas sedangkan pada soal ini lift bergerak ke bawah. Kemudian, pada perkara ini juga terlihat suatu fenomena dimana angka yang ditunjukkan oleh timbangan berubah dikala lift bergerak ke bawah.

Karena lift bergerak ke bawah (arah vertikal), maka kita tinjau gaya-gaya yang bekerja dalam arah vertikal. Jika diuraikan, maka gaya yang bekera pada arah vertikal ada dua gaya, yaitu gaya berat yang arahnya ke bawah dan gaya normal yang arahnya ke atas.

Karena lift bergerak ke bawah dan gaya yang searah dengan lift yaitu gaya berat, maka resultan gaya yang bekerja adalah:
⇒ ∑F = W - N
⇒ ∑F = m.g - m'.g
⇒ ∑F = 60(10) - 57(10)
⇒ ∑F = 600 - 570
⇒ ∑F = 30 N

Karena lift mula-mula membisu dan kemudian bergerak ke bawah, maka ada percepatan sehingga pada perkara ini juga berlaku aturan II Newton. Berdasarkan aturan II Newton, maka berlaku:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 30 = 60 . a
⇒ a = 30/60
⇒ a = 0,5 m/s²

Penyelesaian ringkas:
⇒ a = ∑F/m
⇒ a = (W - N)/m
⇒ a = (W - W')/m
⇒ a = (600 - 570)/60
⇒ a = 0,5 m/s²

Jadi, percepatan lift tersebut dikala turun yaitu 0,5 m/s².

Jawaban : D

Soal 3 : Menentukan Kecepatan Benda

Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian benda diberi gaya sebesar 12 N sehingga benda tersebut berpindah sejauh 6 m. Kecepatan gerak benda yaitu ....
A. 4 m/s
B. 6 m/s
C. 18 m/s
D. 36 m/s
E. 38 m/s

Pembahasan :
Dik : m = 4 kg, vo = 0, F = 12 N, s = 6 m
Dit : v = .... ?

Soal menyerupai ini bergotong-royong tidak hanya melibatkan konsep aturan Newton tetapi juga konsep gerak lurus berubah beraturan, sehingga murid perlu memahami kembali bagaimana konsep GLBB. Seperti yang disebutkan dalam soal, benda mula-mula membisu (artinya kecepatan awalnya nol), kemudian alasannya yaitu diberi gaya benda berpindah (itu artinya benda bergerak dan mempunyai kecepatan).

Ketika sebuah benda yang mula-mula membisu kemudian bergerak dengan kecepatan tertentu, itu berarti benda tersebut mengalami suatu percepatan. Percepatan itu muncul alasannya yaitu benda diberikan gaya yang menyebabkan benda berpindah. Dalam perkara ini, gerak bendanya yaitu dalam arah horizontal sehingga gaya yang ditinjau yaitu gaya-gaya yang bekerja pada arah horizontal.

Gaya yang bekerja dalam arah horizontal pada soal ini hanyalah gaya F yang menyebabkan benda bergerak. Karena benda bergerak dan mengalami percepatan, maka berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ 12 = 4 . a
⇒ a = 12/4
⇒ a = 3 m/s².

Dari hasil perhitungan di atas, diketahui bahwa benda mengalami percepatan sebesar 3 m/s². Nilai ini sanggup kita manfaatkan untuk menentuan kecepatan benda. Untuk mengetahui kecepatan tersebut, maka digunakanlah konsep gerak lurus berubah beraturan.

Berdasarkan konsep GLBB, relasi kecepatan dan percepatan yaitu sebagai berikut:
⇒ v² = vo² + 2as
⇒ v² = 0² + 2(3)(6)
⇒ v² = 36
⇒ v = √36
⇒ v = 6 m/s

Penyelesaian ringkas :
⇒ v = √2as
⇒ v = √2 . (∑F/m) . s
⇒ v = √2 (12/4) (6)
⇒ v = √36
⇒ v = 6 m/s

Jadi, kecepatan benda sesudah diberi gaya yaitu 6 m/s.

Jawaban : B

Soal 4 : Menentukan Besar Gaya Gesekan

Sebuah kendaraan bermassa 1000 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Kemudian pada kendaraan diberikan gaya gesek sehingga sesudah 10 sekon kendaraan tersebut berhenti. Besar gaya gesek yang diberikan yaitu ....
A. 500 N
B. 1000 N
C. 1500 N
D. 2000 N
E. 4000 N

Pembahasan :
Dik : m = 1000 kg, vo = 15 m/s, v = 0, t = 10 s
Dit : fg = .... ?

Karena kendaraan bergerak dalam arah horizontal, maka gaya yang ditinjau yaitu gaya yang bekerja pada arah horizontal. Jika diuraikan, pada perkara ini terdapat sebuah gaya yang bekerja berlawanan arah dengan arah gerak, yaitu gaya gesekan. Karena kendaraan diperlambat sampai berhenti, berarti ada percepatan sehingga berlaku aturan II Newton:
⇒ ∑F = m . a
⇒ fg = 1000 a

Karena percepatan (perlambatannya) tidak diketahui, maka dicari dulu percepatannya memakai konsep gerak lurus berubah beraturan yang diperlambat. Berdasarkan konsep GLBB yang diperlambat, berlaku persamaan sebagai berikut:
⇒ v = vo - a.t
⇒ 0 = 15 - a(10)
⇒ 10a = 15
⇒ a = 15/10
⇒ a = 1,5 m/s²

Substitusi nilai a ke persmaan gaya gesek, maka diperoleh:
⇒ fg = 1000 a
⇒ fg = 1000 (1,5)
⇒ fg = 1500 N

Penyelesaian ringkas :
⇒ fg = m . a
⇒ fg = m . (vo/t)
⇒ fg = 1000 (15/10)
⇒ fg = 1500 N

Kaprikornus gaya tabrakan yang diberikan pada kendaraan tersebut yaitu 1500 N.

Jawaban : C

Soal 5 : Menentukan Besar Gaya Normal

Perhatikan gambar di bawah ini!

soal-un-fisika-tentang-hukum-newton-image.jpg">soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG HUKUM NEWTON" border="0" data-original-height="208" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhgO_cTwYBKMY332aMZHrFSVh1x8hOHstitrWc-_hc9deCS0u79fWU0Bnl_lcJ520EayyTusRjaXd0aJ-Dcu1pQ4GqOKFugeb1bC-5G3VCrHy7Yd-fRm-gzX6JOKcBYbBCoCpT-0eMFzvnl/s1600/pembahasan-soal-un-fisika-tentang-hukum-newton-image.jpg" title="PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG HUKUM NEWTON" />

Jika massa balok 3 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka besar gaya normal yang dialami oleh balok tersebut yaitu ....
A. 27 N
B 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N

Pembahasan :
Dik : m = 3 kg, g = 10 m/s², F₁ = 5 N, F₂ = 8 N
Dit : N = .... ?

Seperti terlihat pada gambar, terdapat dua buah gaya yang bekerja dalam arah berlawanan yaitu F₁ dan F₂. Tetapi selain kedua gaya itu masih ada sebuah gaya lagi yang arahnya searah dengan gaya F₁ (ke bawah) yaitu gaya berat W dan sebuah gaya yang searah dengan gaya F₂ (ke atas), yaitu gaya normal N.

soal-un-fisika-tentang-hukum-newton-1-image.jpg">soal ujian nasional bidang study fisika wacana dinamika gerak lurus khususnya PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG HUKUM NEWTON" border="0" data-original-height="180" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhPIz3zE-CkUH1bw7NDnBG5wIFIq3VD17ls0CqUTIUXlo2a6BJNgOmqxkIC7U5dT2LflKTysDvXisIkzmOCX_90rwyKa7lYdGkByjX3YR9VSzy9rCyWyzsvCHqYA9KS5-KNe7t5GcTEN51J/s1600/pembahasan-soal-un-fisika-tentang-hukum-newton-1-image.jpg" title="PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG HUKUM NEWTON" />

Karena pada soal tidak disebutkan benda bergerak, maka kita asumsikan bahwa benda tetap diam. Karena benda diam, maka berlaku aturan I Newton dimana resultan gaya yang bekera sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan berikut:
⇒ ∑F = 0
⇒ W + F₁ - F₂ - N = 0
⇒ N = W + F₁ - F₂
⇒ N = m.g + F₁ - F₂
⇒ N = 3(10) + 5 - 8
⇒ N = 30 + 5 - 8
⇒ N = 27 N

Penyelesaian ringkas :
⇒ N + F₂ = W + F₁
⇒ N = W + F₁ - F₂
⇒ N = 30 + 5 - 8
⇒ N = 27 N

Jadi, gaya normal yang dialami oleh balok tersebut yaitu 27 N.

Jawaban : A

Demikianlah pembahasan lima soal ujian nasional fisika wacana aturan Newton. Sebenarnya, penggunaan konsep aturan Newton juga masih ada pada topik katrol ataupun bidang miring, namun untuk katrol dan bidang miring akan dibahas pada pembaahsan berikutnya. Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman anda melalui tombol share di bawah ini.