1

Contoh Soal dan Jawaban Tentang Gaya

1. Sebuah mobil dengan massa 3 ton dalam keadaan diam, kemudian melaju selama 30 detik dengan kecepatan 18 km/jam. Hitunglah berapa gaya yang dikerjakan oleh mobil tersebut?

2. Berat suatu benda 34,3 N. Jika percepatan gravitasi 9,8 N/kg, maka hitunglah massa benda tersebut?

3. Massa Elo di Bumi 60 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 10 N/kg dan percepatan gravitasi bulan 1/6 percepatan gravitasi bumi, hitunglah berat Elo di Bumi dan di Bulan?

4. Sebuah benda ditarik oleh 3 orang, yaitu A, B dan C. A dan B menarik ke kiri dan C menarik ke kanan, seperti gambar di bawah ini.

Jika benda tersebut tetap dalam keadaan diam, berapakah gaya B yang harus dikerjakan pada benda tersebut? Berapa gaya B yang harus dikerjakan agar benda tersebut mengalami percepatan 3 m/s2 ke kanan?

5. Pak Wahyu mendorong gerobak yang massa 40 kg dengan gaya sebesar 100 N, kemudian pak wahyu membeli 2 karung beras yang massanya 30 kg tiap karungnya. Berapa gaya yang harus dikeluarkan oleh pak Wahyu agar gerobak tersebut bergerak dengan percepatan yang sama?

Pembahasan

1. Untuk menjawab soal ini anda harus paham konsep percepatan dan hukum II Newton serta harus bisa mengkonversi satuan.

Diketahui:m = 3 ton = 3.000 kg (konversi massa)v1 = 0v2 = 18 km/jam = 5 m/st = 30 s

Ditanyakan:F =?

Jawab:Terlebih dahulu anda harus mencari berapa besarnya percepatan mobil tersebut, yakni:a = (v2 – v1)/ta = (5 m/s – 0)/30 sa = (5/30) m/s2

Sekarang hitung gaya yang dikerjakan oleh mobil dengan rumus hukum II Newton, yaitu:F = m.aF = 3.000 kg. (5/30) m/s2

F = 500 N

Jadi gaya yang harus dikerjakan oleh mobil tersebut adalah 500 N

2. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep berat.

2

Diketahui:w = 34,3 Ng = 9,8 m/s2

Ditanyakan:m = ?

Jawab:w = m.g => m = w/gm = 34,3 N/(9,8 m/s2)m = 3,5 kg

Jadi massa benda adalah 3,5 kg

3. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep berat.

Diketahui:m = 60 kggbumi = 10 N/kggbulan = (1/6) gbumi

Ditanyakan:wbumi =?wbulan =?

Jawab:wbumi = m. gbumi

wbumi = 60 kg. 10 N/kgwbumi = 600 N

wbulan = m. gbulan

wbulan = m. (1/6) gbumi

wbulan = (1/6).m.gbumi

wbulan = (1/6).60 kg. 10 N/kgwbulan = 100 N

Jadi, berat Elo di bumi adalah 600 N dan berat Elo di bulan adalah 100 N

4. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep berat dan konsep hukum II Newton.

Diketahui:FA = - 100 NFc = 300 Nm = 40 kg

Ditanyakan:FB jika R = 0 :. .  . ?FB jika a = 3 m/s2 ke kanan :. . . .?                       Jawab:R = 0FA + FB + FC = 0- 100 N + FB + 300 N = 0FB = 100 N – 300 NFB = - 200 N (tanda negatif berati arah gayanya ke kiri) Jadi, agar benda tersebut diam gaya yang dikerjakan oleh B adalah 200 N ke kiri.

R = m.aR = 40 kg. 3 m/s2

3

R = 120 N

R = FA + FB + Fc

FB = R – FA  Fc)FB = 120 N – (- 100 N) - 300 N)FB = 120 N + 100 N - 300 N)FB = - 80 N (tanda negatif berati arah gayanya ke kiri)

Jadi, gaya B yang harus dikerjakan agar benda tersebut mengalami percepatan 3 m/s2 ke kanan adalah 80 N ke kiri.

5. Untuk menjawab soal ini gunakan konsep hukum II Newton atau bisa juga dengan menggunakan konsep perbandingan senilai.

Diketahui:m1 = 40 kgF1 = 100 Nm2 = 100 kg

Ditanyakan:F2 = ?

Jawab:Dengan konsep hukum II Newtona1 = F1/m1

a1 = 100 N/40 kga1 = 2,5 N/kg

F2 = m2.a2 => a2 = a1

F2 = m2.a1

F2 = 100 kg.2,5 N/kgF2 = 250 N

Dengan konsep perbandingan senilai atau seharga:F2/m2 = F1/m1

F2/100 kg = 100 N/40 kgF2 = 100N.100 kg/40 kgF2 = 250 N

Jadi, gaya yang harus dikeluarkan oleh pak Wahyu agar gerobak tersebut bergerak dengan percepatan yang sama adalah 250 N.

======================================================================

1. Seorang anak mendorong benda dengan gaya 80 N sehingga benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu. Jika massa benda tersebut 8 kg, hitunglah percepatan benda tersebut?

2. Indah mendorong sebuah meja dengan gaya 100 N sehingga meja tersebut berpindah dengan percepatan 2 m/s2. Hitunglah berapa massa meja tersebut?

4

3. Haha dan Hihi mendorong sebuah lemari ke kanan secara bersamaan. Jika gaya yang dikeluarkan oleh Haha dan Hihi secara berturut-turut 40 N dan 50 N maka berapa total gaya yang dikeluarkan keduanya? Dan hitung massa lemari tersebut jika lemari tersebut berpindah dengan percepatan 0,5 m/s2?

4. Sebuah tali ditarik ke kanan dengan gaya 100 N dan ditarik ke kiri dengan gaya 40 N. Berapa resultan gaya yang dikenakan pada tali tersebut dan ke mana arah resultan gaya tersebut?

5. Wahyu memiliki massa 40 kg. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2 hitunglah berat Wahyu?

Pembahasan

1. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep hukum II Newton

Diketahui:F = 80 Nm = 8 kg

ditanyakan: a  = ?jawab:a = F/ma = 80 N/8 kga = 10 m/s2

Jadi percepatan benda tersebut adalah 10 m/s2

2. Sama seperti soal no 1, anda harus harus paham dengan konsep hukum II Newton untuk menjawab soal ini.

Diketahui:F = 100 Na = 2 m/s2

ditanyakan: m  = ?jawab:a = F/m => m = F/a

m = 100 N/(2 m/s2)m = 50 kg

Jadi massa meja tersebut adalah 50 kg

3. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep gaya tak setimbang dan hukum II Newton.

Diketahui:F1 = 40 NF2 = 50 Na = 0,5 m/s2

ditanyakan:R = ?m = ?

Jawab:Sekarang hitung terlebih dahulu berapa resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut.

5

R = F1+F2R = 40 N + 50 NR = 90 NJadi resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut adalah 90 N

Dengan menggunakan hasil dari resultan gaya tersebut sekarang kita hitung massa lemari tersebut dengan menggunakan konsep hukum II newton.m = F/a => m = R/am = 90 N/(0,5 m/s2)m = 180 kg

Jadi massa lemari tesebut adalah 180 kg.

4. Untuk menjawab soal ini anda harus paham konsep gaya tak setimbang. Untuk yang arahnya ke kanan kita beri tanda positif (+) sedangkan yang ke kiri kita beri tanda negative (-).

Diketahui:F1 = 100 NF2 = -40 N

Ditanyakan: R = ?Jawab:R = F1+F2R = 100 N- 40 NR = 60 N ke kanan

Jadi resultan gayanya 60 N ke kanan

5. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep percepatan oleh gravitasi.

Diketahui:m = 40 kgg = 10 m/s2

Ditanyakan:w = ?

Jawab:w = m.gw = 40 kg. 10 m/s2

w = 400 N

Jadi berat wahyu adalah 400 N =============================================Soal No. 1Perhatikan gambar berikut, sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton. 

6

Kotak berpindah 4 meter ke kanan dari posisi semula.Tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut!PembahasanUsaha = gaya x perpindahan W = F x S W = 12 x 4 W = 48 joule 

Soal No. 2Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Jika usaha yang dilakukan oleh gaya kepada balok adalah 680 joule, hitunglah besar perpindahan balok! 

PembahasanUsaha = gaya x perpindahanW = F x S680 = 40 x SS = 680 / 40 S = 17 meter 

Soal No. 3Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda! 

PembahasanUsaha = gaya x perpindahanW = F x S15,6 = F x 13F = 15,6 / 13F = 1,2 Newton 

Soal No. 4Dua buah gaya masing-masing F1 = 10 N dan F2 = 5 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 5 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut! 

 

PembahasanW = (F1 + F2) x S

7

W = (10 + 5) x 5 W = 15 x 5W = 75 joule 

Soal No. 5Dua buah gaya masing-masing F1 = 15 N dan F2 = 7 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 6 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut! 

 

PembahasanW = (F1 − F2) x SW = (15 − 7) x 6 W = 8 x 6W = 48 joule 

Soal No. 6Usaha total yang dilakukan oleh dua buah gaya F1 dan F2 pada sebuah benda adalah 120 joule. Perhatikan gambar berikut 

 Jika perpindahan benda adalah 5 meter, tentukan besarnya gaya F2!

PembahasanW = (F1 − F2) x S120 = (36 − F2) x 5 120 / 5 = 36 − F2

24 = 36 − F2

F2 = 36 − 24F2 = 12 Newton 

Soal No. 7Seorang anak memindahkan sebuah buku yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa buku adalah 300 gram dan tinggi meja dari lantai adalah 80 cm. 

8

 

Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan usaha yang diperlukan! 

PembahasanUsaha bisa juga ditemukan dari perubahan energi potensial buku. Energi potensial buku saat dilantai adalah nol, sementara energi potensial saat di meja adalah Ep = m x g x h, dimana h adalah tinggi meja. Ubah satuan ke MKS (meter, kilogram, sekon), dengan demikianW = Δ Ep W = m x g x hW = 0,300 x 10 x 0,80W = 2,4 joule 

Soal No. 8Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut! 

PembahasanHubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) :

P = W / t

dimanaW = Usaha (joule) , jangan keliru sebagai berat karena lambang berat w juga!W = (gaya berat siswa) x (perpindahan siswa) = 450 x 3 = 1350 joule

Dengan demikian :P = W/tP = 1350 / 6 P = 225 watt 

Soal No. 9Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut! 

PembahasanUbah menit menjadi detik, 2 menit = 120 detik

P = W/tP = 3000 / 120P = 25 watt 

Soal No. 10Perhatikan gambar! 

9

Seorang anak membawa kotak yang beratnya 50 Newton dari titik A menuju B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut fisika, berapakah usaha yang dilakukan anak?

PembahasanKotak akhirnya tidak berpindah tempat, sehingga perpindahannya adalah nolW = gaya x perpindahan = 0

Soal No. 11 Sebuah peti didorong dengan kekuatan 400 newton dan berpindah sejauh 4 meter. Berapakah usaha yang dilakukan pada peti tersebut? A. 100 J B. 396 J C. 404 JD. 1600 J (Dari Soal Ebtanas 1995)

PembahasanW = F x sW = 400 x 4W = 1600 joule

Soal No. 12Perhatikan gambar berikut!

 

Besar usaha yang dilakukan anak pada gambar adalah...A. 70 joule 

10

B. 90 joule C. 190 joule D. 7000 joule (Soal Ebtanas 1999)

PembahasanW = 50 X 1,4 = 70 joule ================================================================

IPA Fisika Kelas 8 Semester 2Soal 1

Perhatikan grafik simpangan gelombang terhadap waktu pada gambar di atas! Jika jarak AB = 250 cm, tentukan cepat rambat gelombang tersebut!

Pembahasan :Pada gambar di atas terdapat 1 ¼ gelombang (satu gelombang terdiri atas satu bukit dan satu lembah) dengan panjang 250 cm (jarak AB). Untuk menentukan cepat rambat  gelombang (v) harus ditentukan terlebih dahulu panjang gelombang (?), serta frekuensi (f) atau periode gelombangnya (T).

Panjang satu  gelombang (?) adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap satu periode.

Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu (satu detik). Perhatikan gambar, untuk membentuk satu gelombang ditempuh dalam waktu 2 sekon.  Sehingga frekuensi gelombangnya adalah :

11

Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang. Pada gambar, untuk membentuk satu gelombang diperlukan waktu 2 sekon, sehingga periode gelombang :

Untuk menentukan cepat rambat gelombang dapat menggunakan rumus :

atau

 

Soal 2Getaran gempa merambat dengan kecepatan 75 km/s dengan frekuensi 30 Hz. Tentukan panjang gelombang getaran gempa tersebut!

sumber soal : Ulangan Harian IPA  Fisika Kelas 8  SMP 2 Pegandon.Pembahasan :

Soal 3

Sebuah slinki yang diberi usikan membentuk gelombang longitudinal dengan laju 1 m/sekon. Jika dalam waktu 6 sekon terbentuk tiga rapatan dan tiga regangan, tentukan :

a. Periode

b. Panjang gelombang

c. Frekuensi

12

Pembahasan :

Pada gambar terlihat ada 3 buah gelombang (1 gelombang = 1 rapatan dan 1 regangan) dengan v = 1 m/s.

a. Periode

b. Panjang gelombang

c. Frekuensi

===============================================================================