5 Soal Essay Gaya Newton Lengkap Jawaban Pembahasan

Assalaamu’alaikum, semoga selalu dilindungi oleh Allah SWT, di bawah ini ada contoh soal essay gerak Newton lengkap dengan jawaban serta pembahasannya. Semoga contoh soal essay gerak Newton lengkap dengan jawaban serta pembahasannya ini memberikan manfaat.

Pengertian Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang membentuk dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerakan yang disebabkannya. Undang-undang ini telah ditulis dengan berbagai diskusi selama hampir 3 abad, dan dapat diringkas sebagai berikut:

1. Hukum Pertama: setiap objek akan memiliki kecepatan konstan kecuali ada gaya yang menghasilkan nol bekerja pada objek. Ini berarti bahwa jika gaya yang dihasilkan adalah nol, maka pusat massa suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan (tidak mempercepat). Ini berlaku ketika dilihat dari kerangka referensi inersia.

2. Hukum Kedua: objek dengan massa M mengalami gaya resultan dari F akan mempercepat arah yang sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus dengan F dan berbanding terbalik dengan M. atau F = Ma. Ia juga dapat diartikan sebagai gaya yang dihasilkan yang bekerja pada suatu benda yang sama dengan turunan dari momentum linier benda tersebut sehubungan dengan waktu.

3. Hukum Ketiga: kekuatan aksi dan reaksi dua benda yang memiliki magnitudo yang sama, dalam arah sebaliknya, dan sejalan. Ini berarti bahwa jika ada objek A yang memberikan gaya sama dengan F pada objek B, maka objek B akan memberikan gaya -F ke objek A. F dan –F memiliki besaran yang sama tetapi arahnya berbeda. Hukum ini juga dikenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai aksi dan –F adalah reaksi.

Ketiga hukum gerak ini pertama kali dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687. Newton menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan menganalisis gerak berbagai benda fisik dan sistemik. Misalnya dalam volume tiga teks, Newton menunjukkan bahwa dengan menggabungkan hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat menjelaskan hukum kepler tentang gerak planet.

Soal No. 1). Seseorang yang massanya sebesar 80 kg berdiri didalam lift yang sedang bergerak keatas dengan percepatan tetap yaitu sebesar 2,5 m/s2. Jika percepatan gravitasi adalah sebesar 10 m/s2, Maka berapakah besar gaya normal kaki orang tersebut terhadap lantai lift?

Jawaban:
Perhatikan gambar berikut!

Dari gambar diatas, kita bisa uraikan gaya – gaya yang bekerja pada lift yang bergerak keatas:

F = m.a
gaya – gaya yang bekerja yaitu N dan W maka:
N – w = m.a
N = w + m.a
N = m.g + m.a
N = (80)(10) + (80)(2,5)
N = 800N + 200N
N = 1000N.

Jadi gaya normal kaki orang tersebut adalah sebesar 1000 N.

Soal No. 2). Perhatikan Gambar dibawah.

Sebuah balok kayu berada pada bidang miring kasar ditarik dengan gaya sebesar 200N. Jika massa balok adalah sebesar 18 kg dan percepatannya sebesar 3m/s, serta sudut bidang miring adalah 30 derajat, maka gaya gesekan yang dialami oleh bidang miring adalah

Jawaban
diketahui:
F = 200N
m = 18 kg
a = 3 m/s2
g = 10 m/s2

Ditanyakan:
fk = ?

Penyelesaian
kita gambarkan gaya – gaya yang bekerja pada balok tersebut terlebih dahulu. Perhatikan gambar berikut:

Nah, gaya gesek atau fk adalah yang ditunjukkan oleh anak panah yang berlawanan dengan F.
gaya berat yang mempengaruhi gerak benda adalah gaya yang segaris dengan F dan fk yaitu W sin 30, sehingga persamaannya menjadi:
F = m.a
F – w sin 30 – fk = m.a
200 – (18)(10)(1/2) – fk = (18)(3)
200 – 90 – fk = 54
fk = 200 – 90 – 54
fk = 56

Jadi, gaya gesek yang dialami oleh balok adalah sebesar 56.

Soal No. 3). Sebuah mobil truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan dalam waktu 20 sekon mobil tersebut berhenti. Gaya rem yang bekerja pada mobil tersebut hingga berhenti adalah…

Pembahasan:
Diketahui: m = 10.000 kg
v0 = 20 m/s
t = 20 s
v = 0 (berhenti)

Ditanya: = …

Jawaban:
Terlebih dahulu hitung percepatan (a) dengan menggunakan persamaan glbb (rumus 1)
v = v0 + a . t

Menghitung menggunakan hukum II Newton.
F = 10.000 kg . – 1 m/s2 = – 10.000 N
Tanda negatif menunjukkan arah gaya rem berlawanan dengan arah gerak mobil

Soal No. 4). Jika sebuah truk memiliki massa 3 ton dalam keadaan diam. Hitunglah berapa gaya truk tersebut jika melaju selama 30 detik dengan kecepatan 18km/jam!

Jawaban:
Dalam memecahkan persoalan tersebut kita menggunakan Hukum Newton II
m = 3 ton = 3000 kg
V1 = 0
V2 = 18 km / jam = 5 m/s

Soal No. 5). Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30 derajat. Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Yosef?

Jawaban:
m = 20 kg
g = 10 m/s2
w = mg = 20 × 10 = 200 N
α = 30 derajat
gaya dorong Ucok F harus dapat mengimbangi proyeksi gaya berat. Lihat gambar di bawah ini. Balok bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.
Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N.