16usaha Dan Energi

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    1/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    196

    USAHA DAN ENERGI

    1. Besaran usaha merupakan hasil kali antara A. gaya dengan perpindahan dan merupakan besaran vectorB. gaya dengan perpindahan dan merupakan besaran scalarC. gaya dengan percepatan dan merupakan besaran vectorD. massa dengan kecepatan dan merupakan besaran scalarE. waktu dengan gaya dan merupakan besaran scalarJawab : B SFW

    2. Bila dimensi massa (M), panjang (L) dan waktu (T), maka dimensi besaran usahaadalah

    A. ][ 2MLT B. ][ 3MLT C. ][ 22 TML D. ][ 12TML E. ][ 33TML

    Jawab : C

    ][.. 2222 TMLskgmsamFxSW

    3. Beban yang massanya 5 kg diangkat ke atas dengan gaya 80N sehingga naiksetinggi 6 m. Usaha yang dilakukan gaya itu adalah joule

    A. 98 B. 120 C. 124 D. 180 E. 240Jawab : E

    joule240680.?...;m6;N80;kg5 xsFWWhFm

    4. Akibat gaya tetap sebesar 40 N menyebabkan perpindahan benda sejauh 20 m.Usaha yang dilakukan oleh gaya terhadap benda itu adalah jouleA. 3600 B. 2400 C. 1600 D. 1200 E. 800

    Jawab : E

    joule8002040?...:20;40 xWFxsWWmsNF

    5. Suatu gaya F memberikan usaha terhadap balok sehingga berpindah. Bila usahayang diberikan itu 200 J dan perpindahannya 12,5m maka besarnya gaya itu

    adalah NA. 40 B. 16 C. 12 D. 10 E. 8

    Jawab : B

    N165,12

    200200:5,12:?....

    s

    WFJWmsF

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    2/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    197

    6. Gaya sebesar 20 N melakukan usaha terhadap balok sebesar 345 J. Akibatnyabalok berpindah sejauh m

    A. 12,59 B. 15,75 C. 17,25 D. 22,50 E. 25,75Jawab : C

    N25,1720

    345345;....;20

    F

    WsJWmsNF

    7. Gaya tetap 20 N bekerja pada benda yang massanya 5 kg yang mula-mula diam.Bila gaya itu bekerja selama 2 sekon, maka usaha yang dilakukan adalahA. 100 J B. 160 J C. 180 J D. 200 J E. 240 JJawab : B

    joule160820F.sW

    m85

    )2)(20(

    2

    1

    2

    1

    2

    1

    ?...

    2;0

    5;20 222

    0

    x

    m

    Ftats

    W

    stv

    kgmNF

    8. Gaya sebesar 60 N, menyebabkan perpindahan benda berjarak 20 meter, usahayang dilakukan oleh gaya terhadap benda adalah JA. 120 B. 60 C. 30 D. 15 E. 12

    Jawab : E

    JxFxsWWcmsNF 122,060?...:20:60

    9.

    Usaha yang dilakukan terhadap benda bermassa 1 kg agar berpindah sejauh 1meter adalah w joule. Berapakah besar usaha yang dibutuhkan untuk

    memindahkan benda sejauh 0,5 meter yang massanya 2 kg ?A. 0,25W B. 0,5W C. W D. 2W E. 4W

    Jawab : C

    WWx

    WWsm

    sm

    W

    W

    WmskgmwWmskgm

    112

    22

    11

    2

    1

    22211

    1

    5,02

    ?...:2,0:2:1:1

    10.Sipenmaru 1989Sebuah palu bermassa 2 kg dan berkecepatan 20 m/s menghantam sebuah paku

    sehingga paku ini masuk ke dalam kayu 5 cm. Besar gaya tahanan yangdisebabkan kayu adalah N

    A. 400 B. 800 C. 4000 D. 8000 E. 40000

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    3/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    198

    Jawab : D

    N80001,0

    800

    05,0.2

    )20(2

    22

    1.

    ?...m;05,0cm5m/s;20,kg2

    222

    s

    mvfmvsf

    fsvm

    11.Untuk menghentikan benda yang bergerak dengan kecepatan 20m/s diperlukangaya penghambat selama 2 sekon. Usaha yang dilakukan gaya terhadap benda itu

    adalah JA. 98 B. 100 C. 180 D. 200 E. 240

    Jawab : D

    JmgxsWmS

    attvSsmt

    vva

    W

    stsmv

    20020)10(1202)10(2.20

    .;/102

    20

    ?...

    2;/20

    22

    1

    22

    10

    0

    12.UMPTN 1991 Rayon CSebuah gaya NjiF )32( melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah

    menurut )4( ajir m dan vector i dan j berturut-turut adalah vector satuan

    yang searah dengan sumbux dany pada koordinat kartesian. Bila usaha yang itu

    bernilai 26 joule, maka nilai a sama dengan A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 E. 12

    Jawab : B

    63

    183826)4()32(

    ?...J;26);4(N;)32(

    aaajijirFW

    aWajirjiF

    13.Usaha yang bekerja pada balok seperti gambar dibawah ini adalah JA. 3000 C. 1800 E. 1000

    B. 2400 D. 1600 Jawab : E

    J1000)50(60cos)40(.cos

    ?...:60:50:40 0

    sFW

    WmsNF

    40N

    060

    50m

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    4/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    199

    14.Untuk menarik balok dengan posisi seperti pada gambar diperlukan gaya 22Ndengan diberi usaha sebesar 33 Joule, balok bergeser 3 meter arah kanan. Sudut

    yang dibentuk adalah 0A. 60 B. 57 C. 45 D. 37 E. 30

    Jawab : A

    ?...:3:22:33 msNFJW

    06021

    32233

    .cos xsF

    W

    15.Dari gambar dibawah ini pada balok timbul usaha sebesar J2300 . Besar gaya Fadalah N

    A. 220 C. 310 E. 25

    B. 20 D. 210 Jawab : B

    ?...;30;45;joule2300 0 FmsW

    Ns

    WF 20

    )30(2

    2300

    )30(45cos

    2300

    .cos21

    16.Seorang anak menarik benda massanya 2 kg dengan gaya 80 N dengan sepotongtali dan membentuk sudut 60

    0terhadap horizontal seperti gambar. Usaha yang

    dilakukan anak tersebut untuk memindahkan benda sejauh 5 meter adalah JA. 40 C. 120 E. 400

    B. 80 D. 200 Jawab : D

    JsFW 2005).(80.cos21

    17.Grafik dibawah ini menunjukkan hubungan antara usaha (W) terhadap sudut yangdibentuk oleh gaya dan perpindahan :

    .5 W

    090

    .3 W

    090

    .1 W

    090

    F

    045

    30m

    F

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    5/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    200

    Bila sumbu vertical menyatakankecepatan (v) dan sumbu horizontal

    menyatakan waktu (t). Benda yangpercepatannya paling besar adalah

    A. (1) B. (2) C. (3) D. (4) E. (5)

    Jawab : C

    Semakin besar usaha maka sudut yang dibutuhkan lebih kecil atau sama dengan0900

    18.Grafik F terhadap x dalam gambar menyatakan hubungan gaya terhadapperpindahan. Usaha yg dilakukan gaya F untuk interfal mx 30 adalah J

    A. 15 C. 10 E. 5B. 12,5 D. 7,5

    Jawab : B (perhatikan grafik)

    JW

    xxFxxFW

    5,1210)]13(5[)01(5.

    )(()(

    25

    21

    130121

    19.Sebuah partikel 5 kg bergerak lurus dengan kecepatan konstan 4 m/s. Suatu gaya10 kemudian bekerja pada partikel dengan arah yang sama dengan kecepatan

    partikel hingga partikel menempuh jarak 2,5 m, maka pertambahan energi kineticpartikel akibat kerja gaya adalah J

    A. 10 B. 12,5 C. 20 D. 25 E. 32,5Jawab : D

    JvvmEk

    sm

    Fvasvv

    EkmsNFsmvkgm

    25)1626(5)(

    2610165,2)5

    10(24)(22

    ?....:5,2:10:/4:5

    212

    02

    21

    22

    0

    2

    0

    2

    0

    20.Sebuah benda bermassa 2 gram terletak di tanah. Benda itu ditarik vertical keatasdengan gaya 25N selama 2s (g=10 m/s

    2), Maka energi kinetic benda pada saat

    mengenai tanah adalah joule

    A. 150 B. 225 C. 100 D. 50 E. 25Jawab : E

    .4 W

    090

    .2 W

    090

    F(N)

    x(m)

    5

    1 3 4

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    6/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    201

    joulemvEksmatv

    smgm

    FamamgFmaF

    255.2./52.5,2

    /5,2102

    25::

    22

    122

    1

    2

    21.Bola massa A massanya separoh massa bola B. Kecepatan bola B dua kalikecepatan bola A. Perbandingan energi kinetic bola A dengan energi kinetic bola

    B adalah

    A. 1 : 2 B. 4 : 1 C. 1 : 4 D. 8 : 1 E. 1 : 8Jawab : E

    8:1:

    )2(:)(::

    ?...:

    2;2/1 222122

    BA

    ABABBBAABA

    BA

    ABBA

    EkEk

    vmvmvmvmEkEk

    EkEk

    vvmm

    22.Dari data tentang kecepatan dan massa benda di bawah ini yang energi kinetiknyasama besar adalah

    Bola massa kecepatan

    A m 2v

    B 2m v

    C 3m 0,5v

    D 0,5m 2v

    E 4m 0,5v

    A. A dan BB. B dan CC. A dan DD. B dan EE. D dan B

    Jawab : E

    Bola m v (Ek) bola m v (Ek)A m 2v 22mv D 0,5m 2v 2mv

    B 2m v 2mv E 4m 0,5v 25,0 mv

    C 3m 0,5v 2375,0 mv

    23.Pada sebuah benda diam yang massanya 5 kg bekerja gaya konstan yangmengakibatkan benda menjadi bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Usaha yang

    dilakukan gaya tersebut adalah JA. 10 B. 8 C. 5 D. 4 E. 3Jawab : A

    JxxmvEkWkgmsmvvo 10255/202

    212

    21

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    7/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    202

    24.Sebuah benda massanya 2 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Beberapa saatkemudian benda itu bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Usaha total yang dilakukan

    benda selama beberapa saat adalah jouleA. 4 B. 9 C. 15 D. 21 E. 25

    Jawab : D

    J21252?...:m/s5:m/s2:kg2 2221202210 xxvvmWWvvm

    25.UMPTN 1989 Rayon A(sdno.41)Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus denganpercepatan 3m/s

    2. Usaha yang diubah menjadi energi kinetic setelah 2 detik

    adalah jouleA. 6 B. 12 C. 24 D. 48 E. 72

    Jawab : E

    joule72)6)(4(m/s62.3

    ?...s;2;m/s3;0kg;4

    221

    221

    2

    0

    mvWatv

    Wtavm

    26.UM UGM 2004 Kode 111 Nomor 1Jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk mempercepat gerak sebuah mobil darikeadaan diam menjadi berkelajuan v adalah Q. Bila gesekan diabaikan, maka

    jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk menaikkan kelajuan mobil tersebutdari v menjadi 2v adalah

    A. Q/2 B. Q C. 2Q D. 3Q E. 4Q

    Jawab : D

    QQQEkEkEkQmvvmmvEkvEkQmvEk

    3444)2(

    )2?(...;

    12

    2

    212

    212

    221

    2

    2

    22

    11

    27.UMPTN 1989 Rayon ADua buah benda A dan B yang bermassa masing-masing m jatuh bebas dari

    ketinggian h dan 2h meter. JikaA menyentuh tanah dalam kecepatan v m/s, makabendaB akan menyentuh tanah dengan energi kinetic sebesar

    A. 223 mv B. 2mv C. 24

    3 mv D. 221 mv E.2

    41 mv

    Jawab : B

    22

    212

    212

    21 )(22

    ?...:2:

    mvmvmghEpWmvmvmghEpW

    vvhhvvhh

    BBAAA

    BBAA

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    8/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    203

    28.SPMB 2002 Regional I kode 121Sebuah pesawat terbang bergerak dengan energi kinetic T . Jika kemudian

    kecepatannya menjadi dua kali kecepatan semula, maka energi kinetiknyamenjadi T

    A. B. 1 C. 2 D. 4 E. 16Jawab : D

    TEkmvvmmvEkEkvvTEk 44)(4)2(?...:2: 2212

    21

    2

    121

    111

    29.Pada suatu ketika suatu benda memiliki energi kinetic E. Bila kecepatan benda itudiduakalikan, maka energi kinetic benda menjadi E

    A. 0,25 B. 0,60 C. 1 D. 2 E. 4Jawab : E

    EmvvmmvEkEkEkEvv 44)2(?...;;22

    1212

    21

    2

    121

    111

    30.SPMB 2004 Kode 150 Nomor 9Dua buah benda masing-masing memilikiA kg danB kg. Jika kedua benda mula-mula diam, kemudian mengalami gaya yang sama, maka perbandingan energi

    kinetic bendaA danB tepat pada akhir waktu yang diberikan gaya adalahA. 1 B.B/A C.A/B D. (B/A)

    2E. (A/B)

    2

    Jawab : B

    A

    B

    m

    m

    Ek

    Ek

    m

    p

    m

    mvmvEk

    A

    B

    B

    A

    :maka

    22

    )(

    2

    1 222

    31.Kecepatan benda yang massanya 2 kg dan memiliki energi kinetic 225 Jouleadalah m/s

    A. 15 B. 20 C. 25 D. 30 E. 50Jawab : A

    m/s152

    22522?...;225;2

    x

    m

    EkvvJEkkgm

    32.Sebuah benda yang bergerak dengan kelajuan v, mempunyai energi kinetic 6 J.Jika kajunya 3v, maka energi kinetiknya JA. 6 B. 18 C. 36 D. 54 E. 64

    Jawab : D

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    9/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    204

    joule543

    6?...;3;6;

    22

    1

    2

    122211

    v

    v

    v

    vEkEkEkvvJEkvv

    33.Sebuah mobil massa 1 ton bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudiankecepatannya 5 m/s. Besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil adalah JA. 1000 B. 2500 C. 5000 D. 12500 E. 25000

    Jawab : D

    J12500)5)(1000(?...;/5;0vton;1 2212

    21

    0 mvEkEksmvm

    34.Energi kinetic dari bola yang massanya 2 kg bergerak dengan kecepatan 12 m/sadalah J

    A. 98 B. 124 C. 144 D. 288 E. 576Jawab : C

    joule144)12)(2(?...;/12;2 2212

    21 mvEkEksmvkgm

    35.Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di tanah. Benda itu ditarik vertical ke atasdengan gaya 25 N selama 2 detik lalu dilepaskan. Jika g = 10 m/s

    2, maka energi

    kinetik benda pada saat mengenai tanah adalah J

    A. 150 B. 125 C. 100 D. 20 E. 25Jawab : C

    joulexxxxatmgmgsEpEk

    smgmF

    mmgF

    mFa

    EkstNFkgm

    10025,2102)(

    /5,2105,1210225

    ?....:2:25:2

    22

    122

    1

    2

    36.Dibawah ini menunjukkan grafik hubungan antara kedudukan (s) dengan waktu(t) dan gerak lurus beraturan lima bola yang massanya sama. Yang memilikienergi kinetic paling besar yaitu

    A. C C. E E. BB. D D. A Jawab : D

    EDCBA

    EDCBA

    EkEkEkEkEk

    vvvvv

    t

    sv

    A B C

    D E

    )(ms

    )(st

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    10/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    205

    37.UMPTN 1991 Rayon ASebuah mobil bermassa m memiliki mesin berdaya P. Jika pengaruh gaya gesekan

    kecil, maka waktu minimum yang diperlukan mobil agar mencapai kecepatan vdari keadaan diam adalah

    A.P

    mvB.

    mv

    PC.

    2

    2

    mv

    PD.

    P

    mv

    2

    2

    E.P

    mv2

    Jawab : D

    P

    mvtmvPtmvEkPtEkPtW

    t

    WP

    2:maka,

    22

    212

    21

    38.UMPTN 1994 Rayon A kode 22Besarnya usaha untuk menggerakkan mobil (massa mobil dan isinya adalah

    1000kg) dari keadaan diam hingga kecepatan 72km/jam adalah J(gesekandiabaikan)

    A.4

    1025,1 x B.4

    105,2 x C.5

    102x D.5

    1025,6 x E.6

    104x Jawab : CUsaha yang dilakukan mobil merupakan perubahan energi kinetic mobil

    joule102)020)(10()(

    ?...:20m/skm/jam72:0:10

    52232

    12

    0

    22

    1

    0

    3

    xvvmEkW

    Wvvkgm

    39.UMPTN 1993 Rayon BSebuah benda ditembakkan miring ke atas dengan sudut elevasi 060 dan denganenergi kinetic 400 joule ( )/10 2smg , maka energi kinetic benda pada saat

    mencapai titik tertinggi adalah joule

    A. 25 B. 50 C. 100 D. 150 E. 200Jawab : C

    ?...;m/s10J;400;60 maks2

    0

    0 EkgEk

    Energi kinetic maksimum dicapai pada 0yv , maka kecepatan searah sumbu x

    adalah ( cosvvx ), maka :

    joule100))(400(60cos)400(

    coscos)cos(

    22

    12

    2

    0

    222

    122

    122

    1

    maks

    xmaks

    Ek

    EkmvvmmvEk

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    11/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    206

    40.UMPTN 1999 Rayon C kode 25Dua buah kapal layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan

    mengadakan lomba. Massa kapal A = m dan massa kapal B = 2m, sedangkan gayagesekan dapat diabaikan. Jarak yang ditempauh sebesar x dan lintasannya berupa

    garis lurus. Pada saat berangkat (start) sampai garis finis, kedua kapal layarmemperoleh gaya angin sebesar F. Jika energi kinetic kapal A dan kapal B pada

    saat digaris finis berturut-turut besarnyaAEk dan BEk maka pernyataan dibawah

    ini yang benar adalah A. BA EkEk C. BA EkEk 2 E. BA EkEk 5,0

    B.BA

    EkEk D.BA

    EkEk Jawab : A

    Kedua perahu berlaku hubungan usaha dengan perubahan energi kinetic

    EksFEkW . Pada kedua perahu A dan B bekerja gaya yang sama besar dan keduanya

    menempuh jarak yang sama sehingga kedua perahu memiliki energi kinetic yang

    sama besar ( BA EkEk )

    41.SPMB 2003 Regional III kode 322Grafik dibawah ini gaya yang bekerja pada suatu benda bermassa 2 kg padaselang waktu 4 sekon. Kalau benda tersebut mula-mula diam, maka besarnya

    energi kinetic setelah 4 sekon adalah joule.A. 50 B. 100 C. 200 D. 300 E. 400

    Jawab : B

    Besarnya momentum sama dengan luasan segitiga,kecepatannya adalah :

    smx

    m

    tFvmvtF

    stEkkgm

    /102.2

    410

    2

    ..

    2

    1

    4?....;2

    Besarnya energi kinetic sampai 4 sekon :

    JmvEk 100)10(2. 2212

    21

    42.Usaha yang dilakukan oleh benda yang bergerak jatuh sama dengan ..A. Perubahan energi mekaniknya D. Pengurangan energi potensialnyaB. Pengurngan energi mekaniknya E. Penambahan energi potensialnyaC. Pengurangan energi kinetiknya Jawab : D

    hmghhmghmgWhhhmgW )(: 11

    )(NF

    )(st 10

    0 2 4

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    12/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    207

    43.Seorang tukang menaikkan batu yang bermassa 4 kg setinggi 3 m. Jika ditempatitu percepatan gravitasi 2/10 sm , maka orang itu melakukan usaha sebesar J

    A. 12 B. 120 C. 400 D. 1200 E. 2400

    Jawab : B

    joule1203104/10:3;4 2 xxmghWsmgmhkgm

    44.Sebuah benda massanya 1 kg (g=10 m/s2) berada pada ketinggian 20 m dari tanah,kemudian jatuh bebas, Usaha yang dilakukan oleh gaya berat sehingga bendajatuh ke tanah adalah jouleA. 100 B. 200 C. 300 D. 400 E. 500

    Jawab : B

    J20020.10.1 mghEpW

    45.Besarnya usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda yang mempunyaimassa 10 kg dari lantai ke meja yang tingginya 2 m (g=10 m/s

    2) adalah joule

    A, 20 B. 50 C. 100 D. 200 E. 400

    Jawab : D

    JxxmghEpWWmhkgm 20021010?...:2:10

    46.Untuk memindahkan sebuah benda yang massanya 2 kg pada arah verticaldiperlukan usaha sebesar 150 joule (g=10m/s

    2) maka besarnya perpindahan benda

    adalah ,,, m

    A. 0,75 B. 1,50 C. 3.50 D. 7,50 E. 15,0Jawab : D

    mmg

    WhhJWgkgm 5,7

    10.2

    150?...:150:m/s10:2 2

    47.Benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 25 meter diatas tanah (g=10m/s

    2), maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat benda pada ketinggian 10

    meter dari tanah adalah J

    A. 100 B. 200 C. 300 D. 400 E. 500Jawab : C

    JxhhmgEpW

    Wmhmhkgm

    300)2510(102)(

    ?...:10:25:2

    1

    1

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    13/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    208

    48.Sebuah bola logam massanya 0,5 kg (g=10 m/s2) jatuh bebas dari ketinggian 280cm dari lantai dasar. Besar energi potensial bola logam ketika usaha yang

    dilakukan gaya berat bola tepat 8 joule adalah jouleA. 14 B. 12 C. 10 D. 8 E. 6

    Jawab : E

    JmghhmgEpmg

    Wh

    JWEphm

    6)6,18,2()(m6,110.5,0

    8

    8?....:cm280:kg5,0

    88

    49.Sebutir kelapa yang massa 3 kg jatuh dari pohon setinggi 20 meter. Energi kinetickelapa saat jatuh di tanah adalah J (g= 2m/s10 )

    A. 600 B. 480 C. 360 D. 240 E. 120

    Jawab : A

    J60020103?...;m/s10;20;3 2 xxmghEkEkgmhkgm

    50.Barbel bermassa 50 kg diangkat oleh seorang altit dan diperlukan usaha sebesar1000 joule. Bila percepatan gravitasi 2m/s10 , maka perpindahan barbell adalah

    A. 2,5m B. 2m C. 1,5m D. 1m E. 0,5mJawab : B

    m25010

    100050:?...:m/s10:1000 2

    xmg

    WhkgmhgJW

    51.Sebuah balok bermassa 10 kg didorong dari dasar suatu bidang miring yangpanjangnya 5m dan puncak bidang miring berada 3m. Jika bidang miring licin

    (g=10m/s2). Usaha yang dilakukan untuk mendorong balok adalah joule

    A. 300 C. 3000 E. 4000

    B. 1500 D. 3500 Jawab : A

    ?....:3:5:10 Wmhmskgm

    JxxmghW

    ss

    h

    mgsmgsFW

    30031010

    ).().sin(.

    52.Pada ketinggian 10 m sebuah benda memiliki energi potensial 160 J. energipotensial benda itu pada ketinggian 12 m adalah J

    A. 214 B. 192 C. 180 D. 164 E. 133

    10 kg

    3m5m

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    14/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    209

    Jawab : B

    J19210

    1216012?;....;10;160 1

    111

    h

    hEpEpmhEpmhJEp

    53.Dua bola A dan B berada pada tempat yang percepatan gravitasi yang sama.Massa bola A dua kali massa bola B dan kedudukan A terhadap bumi tigak kalikedudukan B. Perbandingan energi potensial bola A dengan bola B adalah

    A. 6 : 1 B. 1 : 6 C. 2 : 3 D. 1 : 3 E. 3 : 2Jawab : A

    1:6:)3)(2(:

    ::

    ?...:

    3;2

    bbbbba

    bbaaba

    ba

    baba

    hmhmEpEp

    hmhmEpEp

    EpEp

    hhmm

    54.Sebuah benda dengan massa 1 kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatan awal40 m/s. Besarnya energi kinetic saat ketinggian 20 m adalah

    A. 300 B. 400 C. 500 D. 600 E. 700Jawab : D

    JmghmvEk

    Eksmvkgm

    mh 600)20.10.1()40)(1(

    ?...)20(;/40;1

    22

    12

    021

    20

    0

    55.Benda yang massanya 3 kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatan awal20m/s ditempat yang percepatan gravitasi 2m/s10 . Energi Potensial benda pada

    saat mencapai titik tertinggi adalah JA. 300 B. 400 C. 500 D. 600 E. 700Jawab : D

    J600)20)(3(?...;/10;/20;3 2212

    0212

    0 mvEpEpsmgsmvkgm mm

    56.Sebuah bola massanya 500 gram jatuh bebas dari ketinggian 8 m diataskermukaan tanah. Jika 2m/s10g . Maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat

    saat ketinggian 3 m diatas permukaan tanah adalah JA. 15 B. 25 C. 30 D. 40 E. 55Jawab : B

    joule25)38(105,0)(

    ?...;3;8;500;m/s10

    1

    1

    2

    xxhhmgW

    Wmhmhgrmg

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    15/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    210

    57.Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 40 m di atas tanah. Jika massa 2 kg dang= 2m/s10 , maka energi kinetic benda tepat 20 di atas tanah adalah J

    A. 400 B. 800 C. 1600 D. 3200 E. 3600

    Jawab : A

    joule400)4020(102)(?...;20

    40;m/s10120

    201

    2

    xhhmgEk

    Ekmh

    mhg

    58.Sebuah benda yang massanya 2 kg berada di permukaan bumi. Kemudian, bendaitu dipindahkan ke atas loteng yang tingginya 3 m. Besarnya perubahan energi

    potensial benda itu adalah A. -60 B. 6 C. 20 D. 30 E. 60

    Jawab : E

    joule60)03(102)(?...;3

    0;21

    1

    xxhhmgEp

    Epmh

    hkgm

    59.Sebuah benda massanya 500 gram dilemparkan vertical ke atas (g=10 m/s2).Besarnya perubahan energi potensial benda dari ketinggian 5 m sampai 15 m daritanah adalah J

    A. 25 B. 50 C. 75 D. 250 E. 750Jawab : B

    2

    1 /10155500 smgmhmhgrm

    maka : JxxhhmgE 50)515(105,0)( 1

    60.Benda bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m diatas tanah (g=10 m/s2).Usaha yang dilakukan oleh gaya berat setelah bergerak sejauh 5 m JA. 25 B. 50 C. 75 D. 100 E. 125

    Jawab : A

    JxxhhmgEp

    Epsmgmhmhkgm

    25)105(105,0)(

    ?....:/10:5:10:5,0

    1

    2

    1

    61.Energi 4900 joule digunakan untuk mengangkat vertical benda bermassa 50 kg.Benda naik setinggi m (g=9,8 m/s

    2).

    A. 0,1 B. 10 C. 98 D. 245 E. 960

    Jawab : B

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    16/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    211

    mxmg

    EphhsmgkgmJEp 10

    8,950

    4900?...:/10:50:4900 2

    62.Sebuah batu yang massanya 40 kg dinaikkan dari tanah ke tempat yang yangtingginya 1,4 meter, (g=10m/s

    2), maka besar usaha yang dikeluarkan J

    A. 560 B. 520 C. 450 D. 280 E. 56Jawab : A

    J5604,11040?...;m/s10;40;4,1 2 xxmghEpEpgkgmmh

    63.Sebuah benda massanya 5 kg berada 10 meter di atas permukaan bumi(g=10m/s

    2). Besar usaha untuk memindahkan benda tersebut ke atas dalam

    ketinggian 15 meter dari permukaan bumi JA. 75 B. 250 C. 500 D. 750 E. 1250Jawab : B

    JxxhmgEpWmhmhmh 2505105?...:51015:10:151

    64.Sebuah benda yang massanya 1 kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatanawal 20 m/s dan g=10m/s

    2. Maka ketinggian benda pada saat makEkEp 4

    3

    adalah mA. 1,5 B. 10 C. 15 D. 20 E. 30

    Jawab : C

    mmmmak ghvv

    hhEkEpkgm 229

    ?...:4

    3:1

    2

    0

    mx

    x

    g

    v

    g

    vhmvxmghEkEp

    vvvvvv

    gv

    m

    mmak

    mmm

    15108

    203

    8

    3

    8

    3

    2

    1

    4

    3

    4

    3

    292

    22

    0

    2

    2

    00

    2

    0

    2

    0

    65.Agar seluruh energi potensial air terjun berubah menjadi kalor dan perbedaansuhu air diatas dan dibawah air terjun 0,05

    0C, maka tinggi air terjun m

    A. 21 B. 25 C. 30 D. 40 E. 42

    Jawab :A

    mx

    g

    tc

    mg

    tmchtmcmgh 21

    10

    05,04200

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    17/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    212

    66.Gambar grafik dibawah menunjukkan hubungan antara energi potensial denganketinggian benda yang massa 2 kg. Percepatan gravitasi ditempat itu 2m/s

    A. 10 C. 9,6 E. 8,9B. 9,8 D. 9,2 Jawab : B

    2m/s8,92x2

    39,20

    mh

    Epggrafikperhatikan

    67.Benda yang massanya 20 kg terletak pada bidang miring yang licin dengan sudut030 ditahan oleh suatu gaya menuju pusat massa benda sehingga diam ditempat.

    Besar gaya penahan tersebut adalah %

    A. 40 C. 60 E. 90B. 50 D. 75 Jawab : B

    %50%1002

    1%100

    sin2

    sin%100

    sin0sin2

    )sin(sin)sin(sin

    ?...:)sin(:sin

    xxmg

    mgx

    F

    F

    mgFamgF

    mgFmgsmgFmgsWEp

    smgFWmgsEp

    p

    p

    pp

    68.Sebuah benda yang massanya 1 kg dijatuhkan dari ketinggian 20 m sepertigambar. Jika percepatan gravitasi 2m/s10 , maka besar energi kinetic benda pada

    saat berada 5 m dari tanah J

    A. 50 C. 150 E. 250B. 100 D. 200 Jawab : C

    joule150Ek

    )5(20101)hmg(hEpEk

    gambarperhatikan

    520

    x

    20,39

    2

    )(JEp

    )(mh

    F 030

    m20

    m5

    kg1

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    18/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    213

    69.Sebuah lampu yang massanya 500 gram digantungkan, terlihat sepertigambar(g=10 m/s

    2). Maka energi potensial lampu terhadap meja adalah J

    A. 5 C. 15 E. 25B. 10 D. 20 Jawab : B

    JxhhmgEp 10)13(105,0)( 13

    70.Sebuah peti seperti pada gambar, menaiki bidang miring yang tingginya 1,5 meter(g=10 m/s

    2), maka besar usaha yang dikeluarkan adalah J

    A. 1200 C. 1000 E. 600

    B. 1100 D. 800 Jawab : A

    JxxmghEp 12005,11080

    71.Sebuah bandul semula terletak setinggi h dari titik terendah seperti pada gambar.Bandul dilepaskan hingga menumbuk bandul lain yang semula diam juga. Setalahtumbukan kedua bandul bersama-sama. Bandul mempunyai massa yang sama.

    Ketinggian maksimum setelah tumbukan adalah A. h C. (1/4)h E. (1/3)h

    B. (1/2)h D. (1/8)hJawab : A

    Saat menumbuk kecepatannya maksimum

    : ghv 2

    Tinggi benda merupakan energi kinetic

    sebanding dengan energi potensial, maka

    hhghghvghmvmghEkEp 12

    1

    2

    1

    22

    11 )2(22

    72.Pada benda yang jatuh bebas :1. Percepatannya bertambah 3. Kecepatannya tetap

    2. Energi potensialnya berkurang 4. Energi kinetiknya bertambahYang merupakan ciri-ciri gerak melingkar beraturan adalahA. 1,2 dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1,2,3 dan 4

    Jawab : C2

    212

    21 mvEkmghEpgthgtv

    3m

    1m

    lampu

    80 kg

    1,5m

    h

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    19/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    214

    73.Selama benda bergerak jatuh, benda akan mengalami A. pengurangan energi kinetik, penambahan energi potensialB. pengurangan energi tempat, penambahan energi gerakC. pengurangan energi tempat, energi geraknya tetapD. penambahan energi gerak, energi tempatnya tetapE. pengurangan energi gerak, energi tempatnya tetapJawab : B

    74.Untuk mengangkat benda seberat 50 N setinggi 5 m dari permukaan tanah,diperlukan gaya (F) sebesar ..

    A. lebih besar dari 50 N D. 0

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    20/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    215

    78.Sebuah peluru yang ditembakkan dengan kecepatan vo dengan sudut . Pada titiktertinggi maka :

    A. Tenaga kinetiknya nol D. Energi totalnya maksimumB. Tenaga kinetiknya maksimum E. Kecepatannya maksimum

    C. Tenaga potensialnya maksimum Jawab : C( 0 EkEpmaksimum )

    79.Jika suatu benda jatuh bebas, maka :1. energi mekaniknya tetap 3. gerakannya dipercepat beraturan2. energi potensialnya tetap 4. energi kinetiknya tetapJawab : B (1 dan 3 benar)

    80.Perhatikan gambar dibawah ini. Bola massanya 2 kg meluncur pada bidangmiring, mh 31 dan mh 5,12 . Kecepatan A = 2m/s, maka kecepatan benda B

    adalahm/s

    A. 152 C. 26 E. 34

    B. 25 D. 24

    Jawab : E

    smghv

    ghvShS

    hga

    vsmvmhmh

    B

    A

    BA

    /305,1.10.22

    2sin.sinsin

    ?....:/2:30:5,1:3

    2

    111

    1

    1

    21

    81.Benda bergerak dari titik A seperti pada gambar, v0 =60m/s, AB = 150m,4,0k , m = 4 kg dan g = 10m/s

    2. energi mekanik di titik C adalah J

    A. 7200 D. 2400

    B. 4800 E. 3600C. 1600 Jawab : A

    ?...:4:4,0

    150:/600

    Ck Emkgm

    mABsmv

    A

    Bh2h1

    30o

    A

    B

    C40cm370

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    21/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    216

    jouleEmEmJEm

    xxxxmvmghEm

    xxghvv

    mvmghmvEmEmEmEmEm

    mxABhAB

    h

    BCB

    BBB

    BB

    BBBACBA

    B

    B

    7200720036003600

    )18004(90104

    1800)90102(602

    906,015037sin37sin

    21

    2

    21

    22

    0

    2

    2

    21

    2

    021

    82.Sebuah benda massanya 1 kg (g=10 m/s2) dijatuhkan dari ketinggian 20 m. Besarenergi kinetic benda pada saat berada pada 5 m dari tanah adalah joule

    A. 50 B. 100 C. 150 D. 200 E. 250Jawab : C

    joulehhmgEpEk 150)520(10.1)( 520

    83.Sebuah batu bergerak dari titik (1) sampai ke titik (5) seperti pada gambar. Jikatitik (1) sebagai titik acuan energi potensial, maka benda yang mempunyai energipotensial negative, pada saat benda berada pada titik

    A. (1)B. (2)C. (3)D. (4)E. (5) Jawab : E (cukup jelas)

    84.Sebuah balok meluncur pada bidang miring licin (seperti gambar). Jika massabalok 1 kg (g= 2m/s10 ), perubahan energi kinetic selama meluncur dari A ke B

    adalah JA. 400B. 300C. 200D. 100E. 98 Jawab : C

    joule200)020(101)(

    gambarperhatikan

    xxhhmgEpEk BAABAB

    12

    3

    4

    5

    m20

    A

    B

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    22/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    217

    85.Benda yang jatuh dari ketinggian 5 meter mempunyai energi kinetic maksimum200 J ( 2m/s10g ), maka massa benda itu kg

    A. 10 B. 8 C. 6 D. 5 E. 4

    Jawab : E

    kg4510

    200?...;5;m/s10;200 2

    xgh

    EkEpmmmhgJEk mm

    86.Benda yang massanya 1 kg berada pada ketinggian 100m. Bila percepatangravitasi ditempat itu 2m/s8,9 , maka energi potensial benda itu adalah J

    A. 1200 B. 1020 C. 980 D. 560 E. 490

    Jawab : C

    J9801008,91?...;100;1;m/s8,9 2 xxmghEpEpmhkgmg

    87.benda bermassa 5 kg dilempar vertical keatas dengan kecepatan awal 10 m/s.Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah JA. 200 B. 250 C. 300 D. 350 E. 400Jawab : B

    J250)10)(5(?...;5;/10 2212

    021

    0 mvEpEpkgmsmv mm

    88.Suatu benda memiliki energi potensial 160 joule. Bila massa benda itu 2 kg danpercepatan gravitasi di tempat itu 2m/s10 , maka kedudukan benda terhadap muka

    bumi adalah mA. 12 B. 10 C. 9,8 D. 8,6 E. 8,0

    Jawab : E

    J8102

    160?...;/10;2;160 2

    xmg

    EphhsmgkgmjEp

    89.UMPTN 1991 Rayon ASebuah kotak bermassa 10 kg mula-mula diam, kemudian turun pada bidang

    miring yang membentuk sudut 030 terhadap arah hortizontal tanpa gesekan

    menempuh jarak 10 m sebelum sampai ke bidang mendatar. Kecepatan kotak

    pada akhir bidang miring, jika 2/8,9 smg adalah m/s

    A. 44,3 B. 26,3 C. 9,9 D. 7 E. 4,43

    Jawab : C

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    23/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    218

    m/s9,95.8,9.22m5)30(sin10)(sinsin

    m/s8,9?....m;10;30;0;kg10 200

    ghvshs

    h

    gvsvm

    90.UMPTN 1994 Rayon C kode 23Sebuah benda massa 2,5 kg jatuh bebas dari ketinggian 3 m terhadap lantai

    (g=10 2m/s ). Bila benda menumbuk lantai tidak lenting sama sekali, maka kalor

    kalor yang ditimbulkan oleh benda kaloriA. 7,5 B. 18 C. 30 D. 75 E. 300

    Jawab : B

    kalori183105,224,0)kalori(24,0)joule(

    )0,24kalorikalori(1J...:m/s10:3:5,2 2

    xxxQmghQmghEpQ

    Qgmhkgm

    91.UMPTN 1995 Rayon A kode 55sebuah benda dengan massa 1 kg, dilemparkan vertical ke atas dengan kecepatan

    awal 40m/s( 2m/s10g ), besarnya energi kinetic saat ketinggian benda mencapai

    20m adalah joule

    A. 200 B. 400 C. 500 D. 600 E. 700Jawab : D

    joule600)20101()40)(1(

    0

    ?...:m20:m/s40

    2

    21

    2

    021

    0

    xxEk

    mvmghEkEkEpEk

    EpEkEpEkEmEm

    Ekhv

    B

    BBABB

    AABBAB

    BB

    92.SPMB 2004 Kode 690 Nomor 6Sebuah balok bermassa 3 kg bergerak keatas pada bidang miring yang sudut

    miringnya0

    60 , dengan energi kinetic awal 18 J. Jika koefisien gesekannya 0,3,maka jarak terjauh yang dicapai balok pada saat meluncur pada bidang miring

    adalah mA. 1 B. 0,8 C. 0,6 D. 0,4 E. 0,2

    Jawab : C

    ?...;3,0,J18;60;kg3 terjauh00 SEkm

    B

    0v Bh

    A

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    24/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    219

    Energi kinetic benda berbanding lurus dengan jumlah aljabar usaha yangdilakukan gaya dan gaya gesekan

    )cossin()(..0 mgmgSfFSSfSFWWWEk fF

    )60cos.3,060(sin10.3

    18

    )cos(sin

    0

    mg

    EkS

    mS 6,020

    12

    ).3,03(10.3

    18

    21

    21

    93.SPMB 2004 kode 425 nomor 5Sebuah pistol mainan bekerja dengan menggunakan pegas untuk melontarkan

    peluru. Jika pistol yang sudah dalam keadaan terkokang yaitu dengan menekan

    pegas sejauh X, diarahkan dengan membuat sudut elevasi terhadap bidang

    horizontal, peluru yang terlepas dapat mencapai ketinggian h. Jika massa peluruadalah m dan percepatan gravitasi adalah g, maka konstanta pegas adalah

    A.22 cos

    2x

    mgh B.22 sin

    2x

    mgh C.22 cosx

    mgh D.22 sinx

    mgh E.22

    2tgx

    mgh

    Jawab : BPada titik A, bahwa energi kinetic sebanding

    lurus dengan energi potensial pegas

    :2

    0212

    21 mvkxEkEp A

    Energi potensial pegas berbanding lurus dengan energi mekanik pada tinggimaksimum (titik B)

    222222

    122

    1

    22

    021

    2

    021

    cos2cos

    cos

    kxmghkxkxmghkx

    mvmghmvEmEk

    B

    BBA

    2222

    22

    22

    22

    sin2

    )cos1(2:maka;1cossin

    )cos1(

    22)cos1(

    xmgh

    xmghk

    x

    mghkmghkx

    0v

    cos0v

    A

    B

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    25/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    220

    94.Ganesa OperationSebuah benda yang bergerak dengan kecepatan awal 0v diatas permukaan

    mendatar, berhenti setelah menempuh jarakx, karena perngaruh gaya gesekan

    kinetis. Jika koefisien gesekan kinetis adalahk

    dan percepatan gravitasi sama

    dengan g, tentukan kecepatan awal benda 0v !

    A. gsk B. gsk2 C. gsk3 D. gsk2 E. gsk5

    Jawab : BEnergi kinetic mobil berbanding lurus denganusaha yang dilakukan gaya gesekan.

    smgmvmvWEk kf .2

    1

    2

    1 20

    2

    sgvsmgmv kk .2. 02

    021

    95.Ganesa OperationBalok bermassa 25 kg semula diam di titik A, Gaya F = 120 N bekerja padabenda sehingga bergerak terus menaiki bidang miring, ternyata besar

    kecepatannya ketika melalui titikCadalah 2 m/s. Bila diketahuiBC= 3 m danAC= 20 m, tentukan besar gaya gesekan yang bekerja pada balok N

    A.40 C. 64 E. 80B.50 D. 75 Jawab : E

    ?...m;20;m3m/s;2

    0N;120;kg25

    fACBCv

    vFm

    C

    A

    Usaha untuk memindahkan benda sejauh AC berbanding lurus dengan energi

    mekanik pada titik C.

    N8040120

    40)120(80050750)2(253.10.2520)120(

    )()()()(

    22

    1

    2

    21

    f

    ff

    mvmghSfFCEkCEpWWCEmW CBCfF

    A

    C

    B

    kf 0v

    0v

    s

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    26/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    221

    96.Benda dilepaskan dari puncak sepanjang seperempat lingkaran, lalu berhenti dititikCyang jarak 5 m dari B, koefisien gesekan kinetis permukaan BC jika AB

    licin adalah A. 0,1 B. 0,2 C. 0,25 D. 0,40 E. 0,5

    Jawab : C(Energi kinetic titik B berbanding lurusenergi potensial titik A berbanding lurus dengan

    usaha yang dilakukan gaya gesekan)

    25,04

    1

    5

    25,1

    )(.)()( s

    h

    mgSAmghSfAmghWAEp f

    97.UMPTN 1991/1997 Rayon A kode 32Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan dengan sudut elevasi 030 dan

    dengan kecepatan 40 m/s. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi

    potensial peluru pada titik tertinggi adalah jouleA. 2 B. 4 C. 5 D. 6 E. 8

    Jawab : B

    J430sin)40)(02,0()(

    sin)(

    2

    sin)(

    ?...)(;30;m/s40;gr20

    222

    1mak

    22

    021

    mak

    22

    0makmak

    mak

    0

    0

    hEp

    mvhEp

    g

    vmgmghhEp

    hEpvm

    98.UMPTN 1996 Rayon A/B/C kode 25/52/24Air terjun setinggi 20m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

    Setiap detik air mengalir 310m . Jika efisiensi generator 55% dan 2/10 smg ,

    maka daya rata-rata yang dihasilkan kWA. 110 B. 1100 C. 2200 D. 2500 E. 5500

    Jawab : B

    :maka,%55.%55

    kg/m10?...:%55:m10:m20

    airairlistrik

    33airlistrik

    3

    t

    VQEtPEE

    PEEQh

    mR 25,1 A

    B CKasar

    maksh

    0maksv

    0xv

    0yv 0v

    y

    x

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    27/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    222

    1100kWt1100000wat2010101055,0

    )(55,0)(55,0)(55,0%55

    3

    air

    xxxxP

    Qght

    Vgh

    t

    mgh

    t

    EP

    99.Sipenmaru 1988 Kode 71Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja sehingga

    kecepatan pada saat lepas dari bibir meja 2 m/s seperti pada gambar. Energi

    mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 meter adalah JA. 2 C. 12 E. 24B. 10 D. 22 Jawab : D

    Kedudukan benda di titik (1) dan (2) berlaku Hkkekekalan energi mekanik, sehingga :

    joule22)2.(2.2.10.1)2(

    )1()1()2()1()1()1()2(

    22

    1

    22

    1

    Em

    mvmghEmEkEpEmEm

    100. UMPTN 1990 Rayon BSebuah benda bermassa 2 kg terletak di tanah. Benda itu ditarik vertical ke atas

    dengan gaya 25 N selama 2 det ik, lalu dilepaskan. Jika ( )/10 2smg , energi

    kinetic benda pada saat mengenai tanah adalah joule

    A. 150 B. 125 C. 100 D. 50 E. 25Jawab : B

    ?...;m/s10;s2N;25;kg2 tanah2 EkgtFm

    2m/s5,2102

    25:adalahbendapercepatan g

    m

    Fa

    Jarak dan kecepatan yang ditempuh benda adalah :

    m/s525.2m5)2)(5,2( 2212

    21 xatvatS

    Benda untuk sampai kebambali ke tanah berlaku HK Kekekalan energi mekanik

    joule12525100)5(2.)5102(

    0

    22

    1tanah

    22

    1tanahtanah

    tanahtanahtanah

    xxkE

    mvmgSkEpEkEkEkEpE

    kEpEkEpEEmEm

    SSSS

    SSS

    m2 m1

    kgM 1

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    28/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    223

    101. SPMB 2003 Regional I kode 721Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 40m/s dan sudut elevasi

    )37(37 4300 tg . Jika massa peluru 0,01 kg, maka usaha oleh gaya gravitasi

    pada peluru, sejak peluru ditembakkan sampai jatuh ke tanah kembali sebesar

    m/s)8,9( g adalah joule

    A. 100 B. 40 C. 20 D. 10 E. nolJawab : E

    00Em(BC)Em(AB)

    :maka,0sinsin)(

    )()()(

    )()()()()m/s8,9(

    ?...:)37(37:m/s40:kg01,0

    22

    02122

    021

    2

    4300

    0

    C

    C

    W

    mvmvAEp

    AEkBEpAEp

    BEkBEpAEkAEpg

    Wtgvm

    102. UMPTN 2001 Rayon A/B/C kode 251/150/352Sebuah bermassa 0,10 kg jatuh bebas vertical dari ketinggian 2 m ke hamparan

    pasir. Jika benda itu masuk sedalam 2 cm ke dalam pasir sebelum berhenti,besar gaya rata-rata yang dilakukan pasir untuk menghambat benda adalah

    sekitar NA. 30 B. 50 C. 60 D. 90 E. 100

    Jawab : E

    Energi potensial benda berbanding lurus dengan usaha yang dimiliki benda,maka

    NF

    x

    xhmgFFxxhmg

    10002,0

    )02,02(10.1,0

    )()(

    103. UMPTN 1998 Rayon A/B/C kode 54/25/52Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak ke atas dipermukaan tanah

    dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan

    rata-rata tanah N310 ,

    A

    B

    C

    0v

    makshx

    y

    m2h

    m02,0x tanah ?...F

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    29/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    224

    maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agarmenjadi rata dengan permukaan tanah adalah kali

    A. 4 B. 5 C. 6 D. 8 E. 10Jawab : D

    ?...N;10;cm50kg;10;cm40 3 nfhml

    Energi potensial yang dilakukan martil berbanding lurus dengan usaha yangdilakukan gaya tahan.

    kalixx

    xn

    mghlFnlFmghnWnEp f

    85,01010

    4,010

    ..)(

    3

    104. UMPTN 1997 Rayon C kode 45Air terjun tingginya 12 meter menerjunkan air 1000 m

    3

    /s dan dimanfaatkan olehPusat Listrik Tenaga Air (PLTA). Bila percepatan gravitasi 9,8 m/s2

    dan seluruh

    daya listrik terpakai untuk memanaskan 1000 m3

    air, maka kenaikan suhu air

    per sekon adalah C0

    A. 2101,0 x B. 2108,2 x C. 2102,4 x D. 2100,28 x

    E. 2100,42 x

    Jawab : B

    mc

    QghTTmcQghQgh

    t

    Vgh

    t

    mgh

    t

    EpP

    EptPEpEcTdmmVgcQmh

    mak

    .CJ/kg4200?...101000;m/s8,9;CJ/kg4200;/sm1000;12

    0

    363203

    CxT02

    6108,2

    )4200)(10(

    )12)(8,9)(1000)(1000(

    105. UMPTN 1998 Rayon A kode 54Sebuah motor listrik mengangkat beban seberat 1,5kg ke atas setinggi 3m

    ( 2m/s10g ). Bila tegangan, arus dan efisiensi motor berturut-turut adalah 12,5

    volt, 1,5A dan 60%, maka waktu yang diperlukan motor listrik di atas (dalamdetik) adalah:A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 E. 8

    cm50h

    cm40l N103f

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    30/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    225

    Jawab : B

    4detik5,15,126,0

    3105,1

    listrik)(

    benda)(

    ?...:m/s10:%60:A5,1:volt5,12:kg5,1 2

    xx

    xx

    VI

    mght

    VIt

    mgh

    E

    Ep

    tgIVm

    106. UMPTN 1998 Rayon ASebuah peluru dengan massa 200 gram ditembakkan vertical ke atas dari

    permukaan tanah dengan kecepatan 60 m/s, jika ( )/10 2smg . Maka :1. tinggi maksimum yang dicapai peluru 180 meter2. pada titik tertinggi energi peluru 360 joule3. pada ketinggian 40 m dari tanah, energi kinetiknya 280 joule4. pada titik tertinggi percepatannnya nolJawab : 1,2 dan 3 (A)

    2

    0 /10,/60,2,0200 smgsmvkggramm

    1. tinggi maksimum yang dicapai peluru 180 meterm

    g

    vhm 180

    20

    3600

    10.2

    60

    2

    22

    0 (benar)

    2. pada titik tertinggi energi peluru 360 joulejoulexxmghhEp mm 360180102,0)( (benar)

    3. pada ketinggian 40 m dari tanah, energi kinetiknya 280 joulejoulexxhhmgmhEp m 280)40180(102,0)()40( (benar)

    4. pada titik tertinggi percepatannnya nol (salah)benda yang melakukan gerak vertical ke atas percepatan yang dimiliki

    berbanding lurus dengan percepatan gravitasi bumi sebesar 2/10 smg

    107. UMPTN 1998 Rayon C kode 52Sebuah energi benda jatuh bebas dari tempat yang tingginya 40m. Jika energi

    potensial awalnya 1000 joule, maka :

    1. massa benda 2,5 kg2. benda sampai ditanah setelah detik22 3. tepat ketika sampai ketanah kecepatan benda s/m220 4. tepat ketika sampai di tanah energi kinetiknya 1000 joule

  • 7/31/2019 16usaha Dan Energi

    31/31

    M ekanika

    mhharismansur@gmail .com

    226

    Jawab : 1,2,3 dan 4 benar (E)

    benar)1n(pernyataakg5,24010

    10001.

    :maka,m/s10:joule1000:m40

    00

    2

    0

    xgh

    EpmmghEp

    gEph

    benar)4n(pernyataa

    joule1000)0()(4.

    benar)3n(pernyataam/s22022103.

    benar)2n(pernyataadetik2210

    4022

    2

    12.

    0000

    2

    EpmghhmghhmgEpEk

    xgtv

    x

    g

    htgth