Contoh Soal Aturan 1 Newton Dan Pembahasannya Lengkap

Coba kalian dorong sebuah benda di rumah yang berdasarkan kalian berat, Apa yang kalian rasakan? Jika kalian mendorongnya, mungkin akan terasa berat. Akan tetapi, jikalau teman-teman kalian membantu untuk mendorong benda tersebut, mungkin akan terasa lebih ringan. Mengapa hal ini sanggup terjadi? 

Semakin besar gaya yang diberikan maka semakin gampang kalian mendorongnya. Semua yang kalian lakukan tersebut terjadi alasannya terdapat gaya yang bekerja pada benda. Teori mengenai dinamika gerak ini diterangkan oleh seorang ilmuwan Fisika yang berjulukan Isaac Newton.

Dalam artikel kali ini, kalian akan disuguhkan beberapa pola soal dan pembahasan wacana tiga Hukum Newton secara berurutan. Hukum pertama, memperkenalkan konsep kelembaman yang telah diusulkan sebelumnya oleh Galileo. Hukum kedua, menghubungkan percepatan dengan penyebab percepatan, yakni gaya. Hukum ketiga, merupakan aturan mengenai aksi-reaksi.

Newton menuliskan ketiga aturan geraknya dalam sebuah buku yang terpenting sepanjang sejarah, yakni Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, yang dikenal sebagai principia. Agar bahan ketiga Hukum Newton lebih ringkas, berikut ini ringkasannya dalam bentuk tabel.

Contoh Soal Hukum 1 Newton dan Pembahasannya Lengkap

1. Sebuah balok bermassa 5 kg (berat w = 50 N) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok membisu maka berapakah tegangan talinya?

Penyelesaian:

Gaya-gaya yang bekerja pada balok menyerupai gambar di bawah ini, alasannya balok diam, maka berlaku aturan I Newton yaitu sebagai berikut.

ΣF = 0

T – w = 0

T – 50 = 0

T = 50 N

Jadi, gaya tegangan tali yang bekerja pada balok tersebut ialah 50 Newton.

2. Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga mempunyai posisi menyerupai yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?

Penyelesaian:

Benda yang bermassa akan mempunyai berat.

w = mg

w = 40 kg × 10 m/s2

w = 400 N

pada sistem itu bekerja tiga gaya yaitu w, F, dan T yang tidak segaris, sehingga memilih resultannya sanggup dipakai sumbu koordinat XY (metode analisis) menyerupai pada gambar (b) di atas. Sistem membisu berarti berlaku Hukum 1 Newton sebagai berikut.

■ Pada sumbu-Y

ΣFy = 0

T sin 53o – w = 0

T(0,8) – 400 = 0

0,8T = 400

T = 400/0,8

T = 500 N

■ Pada sumbu-X

ΣFx = 0

F – T cos 53o = 0

F – (500)(0,6) = 0

F – 300 = 0

F = 300 N

Jadi, gaya F yang bekerja pada sistem tersebut ialah 300 Newton.

3. Benda bermassa 10 kg diikat tali dan dibuat sistem menyerupai pada gambar (a) berikut ini. Jika sistem itu membisu dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2maka tentukan tegangan tali T1 dan T2!

Penyelesaian:

Berat benda ialah sebagai berikut.

w = mg

w = 10 kg × 10 m/s2

w = 100 N

Dengan memakai metode analisis sama menyerupai pada pola soal sebelumnya di mana diagram gaya ditunjukkan pada gambar (b), maka resultan gaya yang bekerja pada sistem ini ialah sebagai berikut.

■ Pada sumbu-Y

ΣFy = 0

T1 sin 60o + T2 sin 30o – w = 0

T1 (1/2√3) + T2 sin (1/2) – 100 = 0

1/2√3 T1 + 1/2 T2 = 100

(Kedua ruas dikali 2)

√3 T1 + T2 = 200

T2 = 200 – √3 T1 ……….. pers. (a)

■ Pada sumbu-X

T2 cos 30o – T1 cos 60o = 0

T2 (1/2√3) – T1 (1/2) = 0

1/2√3 T2 – 1/2T1 = 0 ……….. pers. (b)

{subtitusikan persamaan (a) ke persamaan (b)}

1/2√3(200 – √3 T1) – 1/2T1 = 0

100√3 – 3/2T1 – 1/2T1 = 0

3/2T1 + 1/2T1 = 100√3

4/2T1 = 100√3

2T1 = 100√3

T1 = 50√3 N

Untuk memperoleh nilai T2, kita subtitusikan nilai T1 = 50√3 ke persamaan (a) sehingga kita peroleh nilai sebagai berikut.

T2 = 200 – √3 T1

T2 = 200 – √3(50√3)

T2 = 200 – 150

T2 = 50 N

Dengan demikian, nilai T1 dan T2 berturut-turut ialah 50√3 N dan 50 N.

4. Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?

Penyelesaian:

m = 20 kg

g = 10 m/s2

w = mg = 20 × 10 = 200 N

α = 30o

gaya dorong Ucok F harus sanggup mengimbangi proyeksi gaya berat. Lihat gambar di bawah ini. Balok bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku aturan I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.

ΣF = 0

F – w sin 30o = 0

F – (200)(1/2) = 0

F – 100 = 0

F = 100 N

Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok biar balok bergerak dengan kecepatan tetap ialah sebesar 100 N.

5. Dhania menarik beban dengan pinjaman katrol menyerupai pada gambar (a) di bawah ini. Pada ketika gaya yang diberikan F = 125 N ternyata beban sanggup terangkat dengan kecepatan tetap. g = 10 m/s2. Jika gaya gesek katrol dan massa tali sanggup diabaikan maka berapakah massa beban tersebut?

Penyelesaian:

Diagram gaya yang bekerja pada sistem ini ialah menyerupai yang ditunjukkan pada gambar (b). Pada beban bekerja dua buah gaya yaitu gaya berat w dan gaya tegangan tali T. Besar gaya tegangan tali ini besarnya sama dengan gaya tarik F. Karena kecepatan beban yang bergerak ke atas ialah tetap, maka berlaku aturan II Newton sebagai berikut.

ΣF = 0

T – w = 0

F – mg = 0

125 – m(10) = 0

125 – 10m = 0

10m = 125

m = 125/10

m = 12,5 kg

Jadi, massa beban tersebut ialah 12,5 kg.

( sumber : aciknadzirah.blogspot.com/search?q=contoh-soal-dan-jawaban-hukum-newton-1-2-3 )




Itulah beberapa pola soal mengenai aturan newton I untuk anda pelajari. Anda sanggup memperbesar dan memperluas pengetahuan anda dengan mempelajari dan mengerjakan kembali soal - soal yang ada di atas. Dengan demikian, pemahaman anda akan terus meningkat. Selamat Belajar !!

Sumber http://www.contohsoaljawab.com/

Share this post