Cookie Consent by Official Cookie Consent Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X) | FISIKA
Senin, 18 Januari 2021

Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas latihan soal tentang dinamika partikel, materi ini cukup panjang dengan banyak variasi soal, oleh sebab itu latihan soal dinamika partikel akan saya tulis dalam 2 bagian. Untuk mempermudah dalam menganalisis soal tentang dinamika partikel beberapa pengetahuan dasar yang perlu dipahami antara lain adalah : cara menggambar gaya, resultan gaya, serta kemampuan matematika dasar seperti perkalian silang, trigonometri, bentuk pecahan. Jika masih kurang memahami, jangan khawatir karna dalam pembahasan latihan soal dinamika partikel ini menggunakan teknik – teknik yang mudah dipahami. Selamat menikmati

Soal nomor 1

Sebuah batu bata meluncur di atas lantai kayu dan menabrak sebuah peti. Keduanya bergerak bersama-sama ke kanan dan secara berangsur diperlambat.
(1) Dorongan batu bata pada peti lebih besar daripada dorongan peti pada batu-bata
(2) Dorongan batu-bata pada peti lebih kecil daripada dorongan peti pada batu bata
(3) Dorongan batu bata pada peti sama dengan dorongan peti pada batu data
Pernyataan yang tepat sesuai dengan peristiwa tersebut ditunjukkan oleh nomor
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (2)
C. (2) dan (3)
D. (1)
E. (3)
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 1:
Hal ini sesuai dengan hukum III Newton dimana besar gaya aksi sama dengan besar gaya reaksi akan tetapi arahnya berlawanan. Salah satu fenomena hukum III Newton adalah pada gaya kontak antara dua benda seperti yang ada pada soal di atas

Soal nomor 2

Sebuah benda bermassa 1 kg mula-mula bergerak mendatar dengan kecepatan 10 m/s. kemudian diberi gaya konstan 2 N selama 10 s searah dengan arah gerak. Besar kecepatan benda setelah 10 s tersebut adalah ....
A. 15 m/s
B. 20 m/s
C. 25 m/s
D. 30 m/s
E. 35 m/s
Kunci jawaban: "D"
pembahasan soal nomor 2:
Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 1 kg
v0 = 10 m/s
F = 2 N
t = 10 s
v ... ? Percepatan yang dialami benda selama gaya bekerja
F = m . a
2 = 1 . a
a = 2 m/s2
sehingga kecepatan benda setelah diberikan gaya dapat ditentukan dengan cara
v = v0 + at
v = 10 + 2 . 10
v = 10 + 20
v = 30 m/s

Soal nomor 3

Gaya F sebesar 12 N bekerja pada benda A bermassa m1 yang menyebabkan benda A mengalami percepatan 8 m/s2. Jika gaya F bekerja pada benda B bermassa m2, percepatan benda B sebesar 2 m/s2. Jika gaya F bekerja pada benda C yang bermassa (m1 + m2), percepatan benda C sebesar ....
A. 1,6 m/s2
B. 1,4 m/s2
C. 1,2 m/s2
D. 1,0 m/s2
E. 0,8 m/s2
Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 3:
Berdasarkan soal dapat diketahui
F = 12 N
mA = m1
aA = 8 m/s2
mB = m2
aB = 2 m/s2
mC = m1 + m2
aC ... ?
berdasarkan hukum II Newton kita dapat menuliskan
untuk benda A
F = mA . aA
mA = F / aA
mA = 12 / 8
mA = 1,5 kg
Untuk benda B
F = mB . aB
mB = F / aB
mB = 12 / 2
mB = 6 kg
Untuk benda C
F = mC . aC
aC = F / mC
aC = 12 / (1,5 + 6)
aC = 12 / 7,5
aC = 1,6 m/s2

Soal nomor 4

Balok A bermassa 100 g diletakkan di atas balok B bermassa 300 g, kemudian balok B didorong oleh gaya 5 N vertikal ke atas. jika balok tidak saling bergerak, besar gaya normal yang dikerjakan oleh balok B pada balok A adalah ....
A. 1 N
B. 1,25 N
C. 2 N
D. 2,5 N
E. 3 N
Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 4:
Berdasarkan soal dapat diketahui
mA = 100 g = 0,1 kg
mB = 300 g = 0,3 kg
Soal tersebut dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Berdasarkan gambar di atas, terlihat besar gaya normal yang dikerjakan benda B ke benda A (NA) sama dengan berat benda A (wA) sehingga dapat ditulis
NA = wA
NA = mA . g
NA = 0,1 . 10
NA = 10 N

Soal nomor 5

Tiga benda terletak di atas lantai licin dengan posisi sejajar dan saling bersentuhan dengan susunan berturut-turut dari kiri ke kanan A, B dan C di dorong secara horizontal ke kanan oleh gaya sebesar 30 N dan benda C di dorong secara horizontal ke kiri oleh gaya sebesar 12 N. jika perbandingan massa A, B dan C adalah 1 : 2 : 3, besar gaya kontak antara A dan B adalah ....
A. 9 N
B. 12 N
C. 24 N
D. 27 N
E. 30 N
Kunci jawaban: "D"
pembahasan soal nomor 5:
Berdasarkan soal dapat diketahui
F1 = 30 N (ke kanan)
F2 = 12 N (ke kiri)
mA : mB : mC = 1 : 2 : 3
dapat kita asumsikan bahwa
mA = m
mB = 2m
mC = 3m
soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Dari gambar di atas, pasangan gaya kontak antar masing-masing benda merupakan pasangan gaya aksi reaksi FAB berpasangan dengan FBA dan FBC berpasangan dengan FCB. Karena F1 > F2 maka benda akan bergerak ke kanan dengan percepatan yang ditentukan sebagai berikut
ΣF = mtot . a
F1 – F2 = (mA + mB + mC) a
30 – 12 = (m + 2m + 3m) a
18 = 6m . a
a = 3/m

Besar gaya kontak antara A dan B dapat ditinjau dengan menganalisis pada masing-masing benda, Untuk memperjelas pembahasan soal ini, kita dapat meninjau gaya pada masing-masing benda seperti gambar berikut
gambar 5a
Berdasarkan gambar di atas, maka kita dapat meninjau masing-masing benda menggunakan hukum II Newton seperti berikut. Untuk benda A berlaku
ΣF = mA . a
F1 – FAB = mA . a
30 – FAB = m . 3/m
30 – FAB = 3
FAB = 27 N

Soal nomor 6

Sebuah balok dilepaskan pada permukaan bidang licin dengan kemiringan α . jika diinginkan percepatan balok pada bidang tersebut sama dengan 50% percepatan gravitasinya, α tersebut bernilai ....
A. 150
B. 300
C. 450
D. 600
E. 900
Kunci jawaban: "B"
pembahasan soal nomor 6:
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Berdasarkan gambar di atas, terlihat bahwa gaya yang bekerja ketika benda bergerak ke bawah dengan percepatan sebesar a (a = 50%g) adalah gaya berat terhadap sumbu x (wx). Sehingga persamaan hukum II Newton dapat ditulis
F = m . a
wx = m . 50% g
m g sin α = m 0,5 g
sin α = 0,5
α = 300

Soal nomor 7

Seorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s2. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, desakan kaki orang pada lantai lift adalah ....
A. 420 N
B. 570 N
C. 600 N
D. 630 N
E. 780 N
Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 7:
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Berdasarkan gambar di atas besarnya gaya desakan kaki terhadap lantai sama dengan besarnya desakan lantai terhadap kaki yang digambarkan sebagai gaya normal (N) sehingga kita dapat menuliskan hukum II Newtonnya sebagai berikut:
ΣF = m . a (karna lift bergerak ke bawah, maka w > N )
w – N = m . a
N = w – m . a
N = m . g – m . a
N = (g – a) m
N = (10 – 3) 60
N = 7 . 60
N = 420 N

Soal nomor 8

Lima balok masing-masing bermasa 2 kg, 3 kg, 4 kg, 5 kg, dan 6 kg dihubungkan dengan tali-tali tanpa massa (halus), kemudian ditarik mendatar di atas lantai dengan gaya sebesar 40 N seperti pada gambar berikut.

Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)
Koefisien gesek antara masing-masing benda dan lantai 0,1, percepatan gravitasi 10 m/s2. Besar tegangan tali penghubung benda 5 kg dan 6 kg adalah ....
A. 12 N
B. 16 N
C. 20 N
D. 24 N
E. 28 N
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 8:
Pada dasarnya soal di atas menggunakan hukum II Newton, dengan percepatan tiap benda adalah sama. jadi pertama-tama kita harus menentukan besarnya percepatan sistem dan untuk menentukan besar tegang tali pada sambungan tiap benda perhatikan saja tali tersebut menarik benda apa saja tinggal memasukkan kembali ke dalam hukum II Newton (jika ada gaya gesek harus diperhitungkan)
Seperti pada soal di atas kita diminta untuk menentukan tegangan tali antara benda 5 kg dan 6 kg yang artinya tali tersebut menarik benda 2 kg, 3 kg, 4 kg dan 5 kg, karena ada gaya gesek antara benda dengan lantai maka harus diperhitungkan.
Besarnya gaya gesek masing-masing benda dapat ditentukan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Sehingga percepatan sistem dapat ditentukan dengan menggunakan hukum II Newton seperti berikut
ΣF = mtot . a
F – f2 – f3 – f4 – f5 – f6 = (m2 + m3 + m4 + m5 + m6) . a
40 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 = (2 + 3 + 4 + 5 + 6) . a
20 = 20 a
a = 1 m/s2

besarnya gaya tegangan tali antara benda 5 kg dan 6 kg ditentukan juga dengan hukum II Newton seperti berikut (perhatikan benda yang ditarik tali)
T – f2 – f3 – f4 – f5 = (m2 + m3 + m4 + m5) . a
T – 2 – 3 – 4 – 5 = (2 + 3 + 4 + 5 ) . 1
T – 14 = 14
T = 28 N

Soal nomor 9

Perhatikan gambar berikut!
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Balok A bermassa 2 kg dan balok B bermassa 1 kg. Balok B mula-mula diam kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai setelah selang waktu ....
A. 2 s
B. √5 s
C. 3 s
D. 4 s
E. 5 s
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 9:
Berdasarkan soal dapat diketahui
mA = 2 kg
mB = 1 kg
v0 = 0 (mula – mula diam)
h = 25 m
pergerakan sistem di atas dapat dilihat pada gambar di bawah
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

tinjau benda A
benda A bergerak ke kanan, sehingga
ΣF = mA . a
T – fmA = mmA . a
T = mmA . a + fmA ... (1)
tinjau benda B
benda B bergerak ke bawah, sehingga
ΣF = mB . a
wB – T = mB . a
T = wB – mB . a ... (2)

Berdasarkan persamaan (1) dan (2), dapat kita tulis
mA . a + fA = wB – mB . a
mA . a + mB . a = wB – fA (fA = μ . mA g)
(mA + mB ) a = mB . g – μ . mA g
(mA + mB ) a = (mB – μ . mA) g
(2 + 1 ) a = (1 – 0,2 . 2) 10
3a = 6
a = 2 m/s2

sehingga waktu yang diperlukan untuk benda A sampai ke tanah dapat ditentukan dengan
h = v0 t + ½ a t2
25 = 0 + ½ . 2 . t2
25 = t2
t = 5 s

Soal nomor 10

Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)
Tinggi maksimum yang dapat dicapai benda B diukur dari lantai adalah .... (g = 10 m/s2)
A. 4 m
B. 5 m
C. 6 m
D. 7 m
E. 8 m
Kunci jawaban: "B"
pembahasan soal nomor 10:
Berdasarkan soal dapat diketahui
mA = 5 kg
mB = 3 kg
h = 4 m
ilustrasi pergerakan sistem di atas dapat dilihat pada gambar berikut


Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

selama benda A turun ke bawah, benda B akan naik sampai ketinggian yang sama (4 m) dengan percepatan yang sama, sehingga kita dapat menentukan percepatannya terlebih dahulu
Tinjau benda A
wA – T = mA . a
T = wA – mA . a ... (1)
Tinjau benda B
T – wB = mB . A
T = wB + mB . a ... (2)

Dari persamaan (1) dan (2) maka dapat ditulis
wA – mA . a = wB + mB . a
wA – wB = mA . a + mB . a
(mA – mB) g = (mA + mB) a
(5 – 3) 10 = (5 + 3) a
20 = 8a
a = 2,5 m/s2
Benda A akan naik dengan percepatan 2,5 m/s2 hingga mencapai ketinggian 4 m, kemudian diperlambat dengan percepatan sebesar percepatan gravitasi (g) hingga berhenti. Kecepatan benda saat mencapai ketinggian 4 m dapat ditentukan sebagai berikut
v2 = v02 + 2 as
v2 = 0 + 2 . 4 . 2,5
v2 = 20
ketinggian yang dicapai benda saat geraknya diperlambat adalah
v2 = v02 – 2gh
0 = 20 – 2 . 10 . h
20 h = 20
h = 1 m

jadi ketinggian total yang dicapai benda A sebesar
htot = 4 + 1
htot = 5 m

Soal nomor 11


Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Balok bermassa 2M diletakkan di atas bidang miring dengan koefisien gesekan statis μs dan dihubungkan dengan benda lain bermassa M melalui katrol licin yang memakai tali yang massanya diabaikan seperti pada gambar di samping. Kemiringan benda dapat diatur. Jika sudut φ diperbesar, pada saat mencapai sudut φm, balok dalam keadaan hampir meluncur turun. Pada ketinggian tersebut berlaku hubungan ....
A. 1 + 2μs cos φm = 2 sin φm
B. 1 + μs cos φm = 2 sin φm
C. 1 + 2μs cos φm = sin φm
D. 1 + 2μs cos φm = 2 cos φm
E. 1 + 2μs sin φm = 2 cos φm
Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 11:
Untuk mempermudah pengerjaan soal maka kita harus menggambarkan gaya-gaya yang bekerja pada sistem seperti berikut ini
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Karena sistem berada pada kondisi seimbang, maka pada masing-masing benda akan berlaku
Tinjau benda 1
T = w1
T = m1 . g ... (1)
Tinjau benda 2
T + f = w2x
T = w2x – f
T = m2 . g sin φm – μ m2 . g cos φm ... (2)

Berdasarkan persamaan (1) dan (2) kita dapat menuliskan
m1 . g = m2 . g sin φm – μ m2 . g cos φm
m1 = m2 sin φm – μ m2 cos φm
M = 2M sin φm – μ 2M cos φm
1 = 2 sin φm – 2μ cos φm
1 + 2μ cos φm = 2 sin φm

Soal nomor 12

perhatikan gambar berikut!

Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Balok B berada di atas balok A. balok A bermassa 15 kg, sedangkan balok B bermassa 10 kg. Kedua balok bergerak dengan percepatan konstan a = 2 m/s2 ke kanan dan koefisien gesek statis antara kedua balok adalah μs = 0,6. Gaya gesekan statis yang bekerja pada kedua balok tersebut adalah ....
A. 10 N
B. 20 N
C. 30 N
D. 40 N
E. 60 N
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 12:
Gaya-gaya yang bekerja pada sistem dapat digambarkan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Besar gaya gesek antara balok A dan B adalah
f = μ N (gaya normal disini yang dimaksud adalah NB)
f = μ mB g
f = 0,6 . 10 . 10
f = 60 N

Soal nomor 13


Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Koefisien gesekan kinetis antara balok A dan B adalah 0,2. Jika gesekan anatara B dengan lantai dan gesekan katrol diabaikan, besar tegangan tali T2 adalah .... (g = 10 m/s2)
A. 5,87 N
B. 8,75 N
C. 11,73 N
D. 37,33 N
E. 100 N
Kunci jawaban: " "
pembahasan soal nomor 13:
Untuk mempermudah analisis soal, kita dapat meninjaunya ke dalam masing-masing benda
Tinjau benda A
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Hukum II Newton dapat ditulis
ΣF = mA . a
T1 – f = mA . a
T1 = mA . a + f ... (1)
Tinjau benda B
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

hukum II Newton dapat ditulis
ΣF = mB . a
T2 - T1 - f = mB . a
T2 - T1 = mB . a + f ... (2)
Tinjau benda C
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Hukum II Newton dapat ditulis
ΣF = mC . a
wC – T2 = mC . a
T2 = wC – mC . a ... (3)

Substitusikan persamaan (1) dan (3) ke persamaan (2) sehingga menjadi
wC – mC . a – mA . a – f = mB . a + f
wC – f – f = mB . a + mA . a + mC . a
wC – 2f = (mA + mB + mC ) a
mC . g – 2 μ . mA . g = (mA + mB + mC) a
10 . 10 – 2 . 0,2 . 2 . 10 = (2 + 3 + 10 ) a
100 – 8 = 15 a
92 = 15a
a = 6,13 m/s2

substitusikan nilai percepatan di atas ke persamaan (3)
T2 = wC – mC . a
T2 = mC . g – mC . a
T2 = (g – a) mC
T2 = (10 – 6,13) 10
T2 = 38,7 N

Soal nomor 14


Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Sebuah mobil sedang menuruni sebuah bukit, seperti pada gambar. jika θ = 600 dan jari-jari kelengkungan bukit 54 m, kelajuan maksimum mobil di A agar mobil tidak terlempar dari jalan kira – kira ....
A. 25 km/jam
B. 35 km/jam
C. 45 km/jam
D. 55 km/jam
E. 60 km/jam
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 14:
Gaya = gaya yang bekerja pada sistem tersebut dapat digambarkan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Benda diasumsikan bergerak melingkar, sehingga yang bertindak sebagai gaya sentripetal adalah gaya berat dalam arah sumbu y (wy), maka persamaan gaya sentripetalnya dapat ditulis
Fs = mv2 / R
wy = = mv2 / R
mg cos θ = mv2 / R
v2 = gR cos θ
v2 = 10 . 54 cos 600
v2 = 270
v = 16,4 m/s
v = 59 km/jam

Soal nomor 15

Sebuah benda dengan massa 200 g diikatkan pada ujung tali. Ujung lain tali diputar dengan kecepatan tangensial tetap 6 m/s sehingga benda menempuh lintasan melingkar vertikal dengan jari-jari 30 cm. rasio tegangan tali saat benda berada di titik tertinggi dan titik terendah lintasannya adalah ....
A. 11 : 13
B. 11 : 17
C. 13 : 17
D. 13 : 18
E. 15 : 18
Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 15:
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Persamaan gaya sentripetal untuk masing – masing titik dapat ditulis sebagai berikut
Tinjau titik 1 (tertinggi)
Fs = mv2 / R
T1 + w = mv2 / R
T1 = mv2 / R – w
T1 = (mv2 – wR)/R
T1 = (mv2 – mgR)/R
T1 = m(v2 – gR)/R ... (1)
Tinjau titik 2 (terendah)
Fs = mv2 / R T2 - w = mv2 / R
T2 = mv2 / R + w
T2 = (mv2 + wR)/R
T2 = (mv2 + mgR)/R
T2 = m(v2 + gR)/R... (2)

Sehingga perbandingan antara tegangan tali di titik (1) dan titik (2) dapat ditulis
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Soal nomor 16

sebuah peti bermassa 50 kg di tarik dari A ke B dengan gaya F yang arahnya mendatar. Benda turun dengan percepatan 4,2 m/s2. Bila tan θ = ¾ dan μk = 0,5, maka besar gaya F adalah ....
A. 0,1 Newton
B. 1,0 Newton
C. 10,0 Newton
D. 100,0 Newton
E. 1000,0 Newton
Kunci jawaban: "D"
pembahasan soal nomor 16:
Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 50 kg
a = 4,2 m/s2
tan θ = ¾ ⇒ sin θ = 3/5 = 0,6 dan cos θ = 4/5 = 0,8
μk = 0,5
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Tinjau sumbu y
Benda tidak bergerak terhadap sumbu y sehingga persamaan gayanya adalah
ΣFy = 0
Fy + N – wy = 0
N = wy - Fy
N = mg cos α – F sin α
N = 50 . 10 . 4/5 – F . 3/5
N = 400 – 0,6F

Tinjau sumbu x
Benda bergerak terhadap sumbu x dengan percepatan 4,2 m/s2 sehingga berlaku hukum II Newton sebagai berikut
ΣFx = m . a
Fx + wx – f = m . a
F cos α + mg sin α – μk N = m . a
F 0,8 + 50 . 10 . 0,6 – 0,5 (400 – 0,6F) = 50 . 4,2
0,8F + 300 – 200 + 0,3F = 210
1,1F = 210 – 300 + 200
1,1F = 110
F = 100 N

Soal nomor 17

Sebuah kotak diletakkan pada bak mobil terbuka yang sedang bergerak dengan percepatan 6 m/s2. Massa kotak adalah 40 kg, jika koefisien gesekan statik dan kinetik antara lantai bak terbuka dan kotak berturut – turut adalah 0,8 dan 0,5, maka gaya gesekan yang diberikan lantai bak terbuka dan kotak adalah ....
A. 120 N
B. 160 N
C. 200 N
D. 240 N
E. 320 N
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 17:
Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 40 kg
a = 6 m/s2
μs = 0,8
μk = 0,5
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Kita anggap kotak tidak bergerak terhadap mobil (diam di atas mobil) sehingga mobil dan kotak memiliki percepatan yang sama (a = 6 m/s2). Pertama kita harus memastikan besar gaya gesek ketika kotak bergerak dengan percepatan tersebut dibandingkan dengan besar gaya gesek statis maksimum kotak terhadap bak.
Besar gaya gesek statis maksimum
fsmax= μs N
fsmax = μs mg
fsmax = 0,8 . 40 . 10
fsmax = 320 N
besar gaya gesek balok terhadap mobil
fs = F
fs = m . a
fs = 40 . 6
fs = 240 N

karena fs < fsmax maka besar gaya gesek antara balok dengan bak mobil adalah fs yakni sebesar 240 N

Soal nomor 18

Sebuah balok dengan berat W Newton terletak pada sebuah bidang datar. Pada saat t = 0 s balok diam. Kemudian dari waktu t = 0 s sampai t = 5 s balok di dorong dengan gaya konstan F Newton sejajar bidang datar sehingga balok bergerak dan baru berhenti pada t = 10 s. jika koefisien gesek kinetik antara balok dan bidang datar adalah 0,2 maka ....
A. 5F = W
B. 5F = 2W
C. F = W
D. 2F = 5W
E. F = 5W
Kunci jawaban: "B"
pembahasan soal nomor 18:
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Berdasarkan gambar di atas kita bisa melakukan analisis untuk masing – masing gerakan yakni
Gerak dari t = 0 s sampai t = 5 s
Mengalami percepatan sebesar a sehingga benda mengalami perubahan kecepatan dari keadaan diam (v = 0) menjadi v dalam waktu 5 sekon
ΣF = m . a
F – f = m . a
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

Gerak dari t = 5 s sampai t = 10 s
Mengalami perlambatan sebesar a sehingga benda mengalami perubahan kecepatan dari v menjadi berhenti (v = 0) dalam waktu 5 sekon
ΣF = m . a
f = w/g . a
a = g . f / w
a = g . μ w / w
a = g . μ... (2)

besar percepatan yang di alami benda sama dengan besar perlambatannya hal ini dikarenakan benda mengalami perubahan kecepatan yang dalam selang waktu yang sama pula. Sehingga persamaan (1) dan (2) di atas dapat ditulis
Pembahasan Latihan Soal | Dinamika Partikel - Part 1 (Fisika Kelas X)

F = 2 μ w
F = 2 . 0,2 . W
F = 0,4 W
10F = 4W
4F = 2W

Demikian pembahasan latihan soal fisika kelas X tentang dinamika partikel, semoga bisa menambah ilmu bagi para pembaca sekalian, jika ada yang kurang jelas silahkan ditanyakan di kolom komentar di bawah ini.

2 komentar:

Mode Malam