Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Usaha dan Energi, Materi Fisika kelas 2 SMA.

Mencakup hubungan usaha, gaya dan perpindahan, mencari usaha dari selisih energi kinetik, menentukan usaha dari selisih energi potensial, tanda positif negatif pada usaha, usaha total, dan membaca grafik F − S.

Soal No. 1
Sebuah balok ditarik gaya F = 120 N yang membentuk sudut 37^o terhadap arah horizontal seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Jika balok bergeser sejauh 10 m, tentukan usaha yang dilakukan pada balok!

Pembahasan


Soal No. 2
Balok bermassa 2 kg berada di atas permukaan yang licin dipercepat dari kondisi diam hingga bergerak dengan percepatan 2 m/s².



Tentukan usaha yang dilakukan terhadap balok selama 5 sekon!

Pembahasan
Terlebih dahulu dicari kecepatan balok saat 5 sekon, kemudian dicari selisih energi kinetik dari kondisi awak dan akhirnya:



Soal No. 3
Benda 10 kg hendak digeser melalui permukaan bidang miring yang licin seperti gambar berikut!



Tentukan usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut!

Pembahasan
Mencari usaha dengan selisih energi potensial :



Soal No. 4
Perhatikan grafik gaya (F) terhadap perpindahan (S) berikut ini!



Tentukan besarnya usaha hingga detik ke 12!

Pembahasan
Usaha = Luasan antara garis grafik F-S dengan sumbu S, untuk grafik di atas luasan berupa trapesium

W = ¹/₂(12 + 9) x 6
W = ¹/₂ (21)(6)
W = 63 joule
(Thanks tuk Rora http://r-kubik-tu-rora.blogspot.com/ atas koreksinya)

Soal No. 5
Sebuah mobil bermassa 5.000 kg sedang bergerak dengan kelajuan 72 km/jam mendekati lampu merah.



Tentukan besar gaya pengereman yang harus dilakukan agar mobil berhenti di lampu merah yang saat itu berjarak 100 meter dari mobil! (72 km/jam = 20 m/s)

Pembahasan


Soal No. 6
Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah 10³ N, maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah....
A. 4 kali
B. 5 kali
C. 6 kali
D. 8 kali
E. 10 kali
(Soal UMPTN 1998)