Rangkuman Materi Dinamika, Contoh Soal & Pembahasannya

Yudi

Hukum Newton

Hukum I Newton

“jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda mula-mula diam akan senantiasa diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap”. Dinyatakan sebagai berikut.
ΣF = 0
Digunakan untuk benda diam atau benda bergerak lurus.

Hukum II Newton

“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”. Dinyatakan sebagai berikut .
∑F=ma
Keterangan :
∑F : resultan gaya (Newton)
m : massa benda (kg)
a : percepatan

Hukum III Newton

Energi memiliki arti sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Contoh : energi potensial, dan energi kinetik. Dinyatakan dengan:

Faksi = -Freaksi

DOWNLOAD RANGKUMAN DINAMIKA DALAM BENTUK PDF Klik Disini

PENERAPAN HUKUM NEWTON

Benda digantungkan dengan tali dan di gerakkan

persamaannya sebagai berikut.

∑F = ma

T-mg = ma

T = mg + ma

Keterangan :

T : tegangan tali (N)

m : massa benda (kg)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

a : percepatan (m/s2)

Digerakkan kebawah dengan percepatan a, persamaannya sebagai berikut.

∑F = ma

Mg – T = ma

T = mg – ma

Orang yang berada di lift

Lift diam atau bergerak dengan v konstan.

∑F = 0

N – W = 0

N = W

lift dipercepat kebawah

∑F = ma

W – N = ma

N = W – ma

N = mg – ma

Benda yang digantung dengan seutas tali melalui katrol

dengan dua utas tali dalam keadaan setimbang. Jika masa tali dan massa katrol diabaikan dan W₂ > W₁ maka percepatan benda nya sebagai berikut.

Benda yang di gantungkan dengan dua utas tali dalam keadaan setimbang

Gaya normal dan Gaya Gesekan

Gaya normal adalah gaya yang ditimbulkan oleh alas bidang suatu benda, arahnya tegak lurus terhadap bidang tersebut. Sedangkan gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan akibat persentuhan langsung antara dua permukaan, arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Dibagi menjadi dua macam, yaitu :

  1. Gaya gesek statis ( fs) yaitu gaya gesekan yang bekerja pada benda ketika benda dalam keadaan diam.
  2. Gaya gesek kinetik ( fk) adalah gaya gesekan yang bekerja pada benda ketika benda mengalami pergerakan.

Gerak atau diamnya suatu benda diperoleh berdasarkan beberapa aturan, yaitu :

  1. Jika F ˂ fs’ maka benda dalam keadaan diam.
  2. Jika F = fs’ maka benda akan tepat akan bergerak.
  3. Jika F > fs’ maka benda bergerak dan gaya gesekan statis fs berubah menjadi fk

Hubungan antara gaya gesek, gaya normal, dan koefisien gaya gesek dituliskan sebagai berikut.

  • Gaya gesek statis : fs = µs N.
  • Gaya gesek kinetis : fk = µk N.

    Jika sebuah balok yang beratnya w diletakkan pada bidang datar dan balok tidak dipengaruhi gaya luar maka besar gaya normal tersebut adalah :

    N = w

    Jika sebuah balok yang massanya m berada pada bidang miring licin yang memiliki sudut kemiringan maka besarnya gaya normal dapat ditentukan dengan :

    N = w cos θ

Hukum Gravitasi Newton

“Gaya gravitasi antara dua benda berbanding lurus dengan massa setiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya”. Ditulis dalam persamaan reaksi berikut:

Keterangan :

F12 = F21 : gaya tarik menarik antara kedua benda (N)

G : tetapan umum gravitasi = 6,672 x 10 23 Nm2/kg2

m1 : massa benda 1 (kg)

m2 : massa benda 2 (kg)

r2 : jarak antara kedua benda (m)

Kuat medan gravitasi

kuat medan gravitasi diartikan sebagai gaya yang bekerja pada satuan massa yang terjadi dalam medan gravitasi. Kuat medan gravitasi ditulis dalam persamaan matematis berikut.

Keterangan :

M : massa benda yang menghasilkan percepatan gravitasi (kg)

r : jarak titik ke pusat massa (kg)

Perbandingan percepatan gravitasi dua buah planet

Dinyatakan dalam persamaan berikut.

Hukum Kepler tentang planet

  • Hukum I Kepler “semua planet bergerak pada lintasan elips mengitari matahari dengan matahari berada di salah satu fokus elips”.
  • Hukum II Kepler “suatu garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama”.
  • Hukum III Kepler “perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet”. Hukum III Kepler jika dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.
    Keterangan :
    T : periode revolusi
    R : jari- jari rata-rata orbit planet

Gaya Pegas

Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastik

Tegangan

Tegangan merupakan perbandingan antara gaya yang diberikan dengan luas penumpang benda. Dapat ditulis sebagai berikut:

Keterangan :
F : Gaya
A : Luas penumpang

Regangan

Regangan merupakan perbandingan antara perubahan panjang dan panjang mula-mula. Dapat ditulis sebagai berikut:

Keterangan :
perubahan panjang (m)
I : panjang mula-mula (m)
Modulus elastik

 Modulus elastik merupakan modulus Young. Jika diberikan kepada benda akan berubah. Modulus elastik Y jika dirumuskan sebagai berikut.
Hukum Hooke dan Energi Potensial Pegas

Secara matematis hukum Hooke dapat di tuliskan sebagai berikut.

F = kx

Keterangan :

F : gaya (Newton)

K : konstanta pegas (N/m)

X : pertambahan panjang (m)

Pegas dapat disusun secara seri, pararel, maupun campuran antara seri dan pararel. Pegas yang tersusun baik secara seri, pararel, maupun campuran akan diketahui konstanta pegas total.

  • Pegas tersusun secara seri

     

  • Pegas tersusun secara pararel

     ktot = k1+ k2+…kn

 Energi potensial pegas dirumuskan sebagai berikut.

Ep = kx2 atau Ep = kx

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No.1 (SBMPTN 2014)
Planet A mengitari sebuah bintang pada lintasan berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan periode T. Jika planet b mengitari bintang yang sama ada lintasan lingkaran berjari-jari 4R, maka periode edar lanet B adalah …
  1. T/2
  2. 2T
  3. 4T
  4. 8T
  5. 16T

PEMBAHASAN :

Untuk menyelesaikan soal ini kita akan menggunkan hukum kepler III
T2 = R3




T2 = 8T
Jawaban : D

Soal No.2 (SBMPTN 2014)
Sebuah kotak diletakkan pada bak mobil terbuka yang sedang muali 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 pada kotak adalah sebesar …
  1. 120 N
  2. 160 N
  3. 200 N
  4. 240 N
  5. 320 N

PEMBAHASAN :
kotak pada bak mobil mulai bergerak sehingga yang berlaku adalah gaya gesek statik.
Fs = µs N
Fs = µs mg
Fs = (0,8)(40)(10)
Fs = 320 N
Jawaban : E

Soal No.3 (UN 2014)
Seseorang dengan massa 60 kg berada di dalam lift yang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 ms2. Jika percepatan gravitasi 10 ms2, gaya desakan kaki orang pada lantai lift adalah …
  1. 420 N
  2. 570 N
  3. 600 N
  4. 630 N
  5. 780 N

PEMBAHASAN :
Untuk menyelesaikan soal ini kita mengunakan hukum Newton II
∑F = ma
w – N = ma
N = mg – ma
N = m(g-a)
N = (60kg)(10-3) m/s2
N = 420 N
Jawaban : A

Soal No.4 (SBMPTN 2012)
Kedua ujung sebuah pegas memiliki tetapan pegas 50 N/m ditarik masing-masing dengan gaya sebesar 10 N yang saling berlawanan. Pertambahan panjang pegas tersebut adalah …
  1. 0,0 m
  2. 0,1 m
  3. 0,2 m
  4. 0,3 m
  5. 0,4 m

PEMBAHASAN :
Soal ini kita selesaikan dengan menggunakan Hukum Hooke
F = kΔx

maka pertambahan panjang total yaitu
2Δx = 2 (0,2) = 0,4 M
Jawaban : E

Soal No.5 (UN 2013)
Benda m1 = 4 kg terletak di meja licin dan dihubungkan dengan benda m2 = 6 kg yang tergantung pada ujung mega. Benda mmula-mula ditahan kemudian dilepaskan hingga bergerak, maka tegangan tali T adalah…

20150606_151650

  1. 96 N
  2. 72 N
  3. 40 N
  4. 24 N
  5. 15 N

PEMBAHASAN :
Untuk mengerjakan soal ini kita mengunakan Hukum Newton II
∑F = ma
w2 = (m1 + m2)a
60 = (4 + 6)kg a
a = 6 m/s2
∑F = m2a
w2– T = m2a
60-T = (6 kg)(6 m/s2)
T = 24 N
Jawaban : D

Soal No.6 (UN 2013)
Jika massa benda 2kg dan sudut kemiringan 30 serta percepatan gravitasi (g=9,8 ms-1) benda akan tetap meluncur. Nilai koefisien gesekan maksimum antara benda dengan bidang miring adalah …

PEMBAHASAN :
Untuk menyelesaikan soal ini kita akan menggunakan hukum Newton 1
∑F = 0
w sin α – fs = 0
w sin α = fs
w sin α = µs w cos α

µs = tan α
µs= tan 30o
µs

Jawaban : B

Soal No.7 (UN 2013)
Balok A bermassa 30 kg yang diam diatas lantai licin dihubungkan dengan balok B bermassa 10 kg melalui sebuah katrol. Balok b mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Percepatan sistem adalah … (g=10 ms2)
20150606_155106
  1. 2,5 ms2
  2. 10 ms2
  3. 12 ms2
  4. 15 ms2
  5. 18 ms2

PEMBAHASAN :
Untuk menyelesaikan soal ini kita pakai hukum Newton II
∑F = m.a
Wb = (m1+m2)a
100 = (30+10)a
a = 2,5 ms-2

Jawaban : A

Soal No.8 (UN 2009)
Jika koefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,1 dan percepatan gravitasi 10 ms2, maka gaya yang harus diberikan pada A agar sistem bergerak ke kiri dengan percepatan 2 ms2 adalah …
20150606_165258
  1. 70 N
  2. 90 N
  3. 150 N
  4. 250 N
  5. 330 N                                                                                    (UN 2009)

PEMBAHASAN :
Soal ini dikerjakan dengan menggunakan Hukum Newton II
∑F = m. a
(F-fk-wB) = (mA + mB)g
F-µk NA-wB = (30+20)(2)
F-µk mAg-mag=100
F-(0,1)(30)(10)=(20)(10)=100
F= 330 N
Jawaban : E

Soal No.9 (UN 2008)
Sebuah benda ditarik oleh gaya F1=15 N dan F2=40 N. Jika gesekan antara benda dan lantai sebsar 5N, maka…
20150606_171551
  1. Benda diam
  2. Benda bergerak lurus beraturan
  3. Bergesekan dengan percepatan nol
  4. Bergerak dengan percepatan 2 ms2
  5. Bergerak dengan percepatan 5 ms2

PEMBAHASAN :
Penyelesain menggunakan Hukum Newton II. Karena gaya ke kanan lebih besar, benda bergerak ke kanan dan gaya geseknya ke kiri
∑F = ma
F2-F1-fk = ma
40-15-5 = 4a
20 = 4a
a = 5 ms2

Jawaban : E

Soal No.10 (UN 2013)
Dua balok masing-masing bermassa 2 kg dihubungkan dengan tali dan katrol. Bidang permukaan dan katrol licin. Jika balok B ditarik dengan gaya mendatar 40 N, percepatan balok adalah …
20150606_182713
  1. 5 ms2
  2. 7,5 ms2
  3. 10 ms2
  4. 12,5 ms2
  5. 15 ms2

PEMBAHASAN :
Mengerjakan soal ini ingat Hukum Newton II
∑F = m.a
F-wA = (mA+mB)a
(40-20)N = (2+2)kg . a
a = 5 ms2

Jawaban : A

Soal No.11 (UN 2010)
Tiga pegas identik dengan konstanta pegas masing-masing 200 N/m. Ketika diberi beban 100 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s2, pertambahan panjang pegas menjadi … cm
20150606_191239
  1. 0,50
  2. 0,75
  3. 0,85
  4. 1,00
  5. 1,50                                                                      (UN 2010)

PEMBAHASAN :
Untuk pegas yang disusun paralel: Kp = 200 N/m + 200 N/m = 400 N/m
K total merupakan Penjumlahan dari pegas yang dihubungkan secara seri


F = kΔx

Δx = 0,75×10-2m = 0,75 cm

Jawaban : B

DOWNLOAD RANGKUMAN DINAMIKA DALAM BENTUK PDF Klik Disini

 

KINI HADIR LAYANAN BERTANYA TUGAS & PR PREMIUM (FAST RESPOND!!)

CUKUP PAKAI FASILITAS SMS, WA atau BBM Dan PR Mu Terbantu Dengan Cepat

Hanya Rp. 5.000 (Lima Ribu Rupiah) Per soal yang ditanyakan.
Mata pelajaran yang bisa ditanyakan Kimia, Fisika, Biologi, Matematika. (Tingkat SMP & SMA).
Misal kamu mau nanya 3 soal berarti tinggal di kali Rp. 5 rb Jadi totalnya 15 rb
Dana bisa di transfer ke rekening BNI 0360871320 an Yudi Syarif H
Pertanyaan akan kami layani sesudah menunjukan bukti transfer lewat WA dengan no HP ada di bawah

Dijawab oleh guru yang sudah ahli di bidangnya
Layanan Bantuan PR/Tugas dari jam 14.00 s.d 21.30 WIB
(menghindari kecurangan saat ujian)

INFORMASI LEBIH LANJUT HUB : 089622667471 (SMS / WA)

ARTIKEL TERKAIT

6 Komentar

  1. anggit nugroho
    anggit nugroho
    15/12/2015 at 9:14 pm

    yang no 5 itu kok a ( percepatan ) bisa ketemu 6 dari mana ya ?

  2. Yudi
    Yudi
    16/12/2015 at 6:13 am

    Oh betul, itu kurang angka 6 w2 nya. seharusnya 60 bukan 0 w2 nya. thanks koreksinya

  3. anggit nugroho
    anggit nugroho
    24/12/2015 at 11:55 am

    oke siip

  4. Dama
    Dama
    29/05/2016 at 8:36 am

    yang nomer 1 yang (r1/4r1)3 hasilnya bukannya (i/64) ya?

  5. Yudi
    Yudi
    09/08/2016 at 3:25 pm

    betul..thanks koreksinya

  6. Yudi
    Yudi
    11/08/2016 at 7:38 pm

    sama-sama bantu share juga yah

Tinggalkan Balasan

Pesan kamu*

Komentar kamu akan ditinjau dulu sebelum ditampilkan

Name*
Email*
Url