Contoh soal benda yang digantungkan pada langit langit

Perhatikan gambar di bawah!

Sebuah batu digantung dengan seutas tali pada langit-langit suatu ruangan. Gaya oleh tali pada langit-langit T2 merupakan reaksi bagi tegangan tali T1.

Sebab

Gaya T1 dan T2 sama besar, tetapi berlawanan arah.

Berdasarkan hukum Newton tentang gerak, pernyataan berikut yang benar adalah….

1. Jika semua benda mengalami perlambatan maka gaya total yang bekerja pada benda tersebut tidak sama dengan nol.
2. Penyebab perubahan gerakan pada suatu benda adalah resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
3. Perubahan gerakan sebuah benda tidak terjadi, manakala gaya keseluruhan yang bekerja pada bedan tersebut nol.
4. Tidak ada gaya yang bekerja pada benda diam.

Sebuah bola bermassa m = 0,6 g bermuatan listrik q = 8C. Bola tersebut digantung pada tali yang berada dalam medan listrik yang berarah ke bawah dengan intensitas 300 N/C seperti pada gambar jika besar percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2. Jika bola berturut-turut bermuatan positif dan bermuatan negatif maka besar tegangan tali adalah….

1. 2,4 x 10-3 ke atas dan 6 x 10-3N ke atas
2. 6,0 x 10-3 ke bawah dan 2,4 x 10-3N ke atas
3. 2,4 x 10-3 ke bawah dan 2,6 x 10-3N ke bawah
4. 6,0 x 10-3 ke bawah dan 6,4 x 10-3N ke bawah
5. 8,4 x 10-3 ke atas dan 3,6 x 10-3N ke atas

Sebuah balok dengan massa m dilepaskan dari keadaan diam pada puncak suatu bidang miring dengan kemiringan seperti ditunjukan gambar. Tidak ada gesekan antara bidang miring dengan balok.

Percepatan balok pada saat turun di bidang miring bergantung pada percepatan gravitasi dan.

Sebab

Hanya gravitasi bumi yang melakukan usaha memindahkan balok, sedangkan menentukan arahnya.

Sebuah bola pejal bermassa M dan jari-jari R menggelinding memenuhi sebuah bidang miring dengan sudut terhadap arah mendatar. Percepatan bola adalah…. m/s2.

1. 2/5 g sin
2. 3/7 g sin
3. 5/7 g sin
4. g sin
5. 7/5 g sin

Pada benda diam, resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol.

Sebab

Pada benda diam tidak ada satupun gaya yang bekerja padanya.

Sebuah kubus yang meluncur turun tanpa gesekan pada sebuah bidang miring akan mengalami percepatan tetap.

Sebab

Dengan tidak adanya gesekan, percepatan benda sama dengan percepatan gravitasi.

Sebuah pegas dengan konstanta pegas k dan sebuah balok dengan massa m membentuk sistem geratan harmonik horizontal tanpa gesekan. Kemudian pegas ditarik sejauh x dari ti-tik setimbang dan dilepaskan. Jika massa pegas diabaikan maka pernyataan berikut yang benar adalah….

1. Pegas bergetar dengan periode tetap
2. Energi kinetik total bergantung pada waktu
3. Percepatan getaran bergantung pada x
4. Frekuensi getaran tidak bergantung pada k dan m

Sebuah balok bermassa m dilepas dari keadaan diam pada puncak suatu bidang miring berkemiringan seperti diperlihatkan pada gambar berikut:

Koefisien gesek statis dan kinetik antara balok dan bidang miring berturut-turut adalah s dan k. Manakah pernyataan berikut yang benar?

1. Hukum kekekalan energi mekanik berlaku.
2. Usaha oleh gaya gesek bernilai positif.
3. Kelajuan balok ketika sampai di lantai tidak tergantung pada percepatan gravitasi.
4. tan > s.

Sebuah bandul yang digantungkan pada atap sebuah gerobak dalam keadaan setimbang saat gerobak diam. Suatu saat gerobak ditarik dengan gaya konstan sedemikian sehingga kecepatannya 13 m/s saat mencapai jarak 5 m. Dalam keadaan gerobak berjalan tersebut, simpangan bandul terhadap posisi setimbang sekitar….

Sebuah balok bermassa 2 kg mula-mula diam dilepaskan dari puncak bidang lengkung yang berbentuk seperempat lingkaran dengan jejari R. Kemudian balok meluncur pada bidang datar dan berhenti di B yang berjarak 3 m dari ti-tik awal bidang datar A. Jika bidang lengkung tersebut licin sedangkan gaya gesek antar balok dan bidang datar sebesar 8 N maka R adalah….

1. 0,2 m
2. 0,5 m
3. 1,2 m
4. 1,5 m
5. 1,6 m

Balok bermassa 3,00 kg pada dinding oleh gaya P yang membentuk sudut 530 dengan garis mendatar seperti pada gambar di atas (sin 530 = 0,8). Jika koefisien gesekan statik antara balok dan dinding = 0,25 (g=10 m/s2) maka besar gaya P yang mungkin agar balok masih diam adalah….

1. Antara 30,25 N dan 43,15 N
2. Antara 30,25 N dan 46,15 N
3. Antara 31,57 N dan 46,15 N
4. Antara 31,75 N dan 75,00 N
5. Antara 37,50 N dan 43,15 N

Benda bermassa 10 kg diam di atas lantai kasar. Koefisien gesek antara benda dan bidang 0,5. Pada saat t = 0 benda mulai diberi gaya F sebesar 50 N membentuk sudut terhadap horizontal seperti pada gambar. Berapa jarak tempuh benda setelah gaya bekerja selama 10 s jika tan = 0,75?

Tiga benda berturut-turut bermassa m, 2 m, dan 3 m dihubungkan dengan tali-tali dan disusun seperti pada gambar. Tali-tali licin sempurna dan massanya diabaikan. Koefisien gesek antara benda-benda dan bidang sama dan percepatan gravitasi g. Jika sistem dibiarkan bebas bergerak, setiap massa bergerak dengan percepatan….

Batang homogen bermassa m diikat dengan tali-tali A dan B, seimbang dengan tali B horizontal. Nilai tan adalah….

Benda bermassa m mula-mula diam diatas lantai licin. Pada saat t = 0 benda dikenai gaya konstan horizontal sebesar F Newton. Setelah gaya berkerja t sekon dan kecepatan benda tersebut v m/s. Dari ketentuan-ketentuan di atas, massa benda dapat dinyatakan sebagai….

1. m = Ft/v
2. m = Ft/2v
3. m = 2F/vt
4. m = Fv/2t
5. m = 2t/Fv

benda bermassa M berbentuk silinder pejal dengan jari-jari R dililit dengan tali halus (massa tali diabaikan). Ujung tali dimatikan di ti-tik tetap dan benda dibiarkan terjatuh berotasi sepeti pada gambar di bawah. Dengan percepatan gravitasi g, besar tegangan tali pada sistem tersebut adalah….

1. Mg.
2. 2Mg/3.
3. Mg/2.
4. Mg/3.
5. Mg/4.

Tabel berikut ini merupakan data dari dua planet A dan B.

Dari data di atas, jika gA : gB masing-masing adalah percepatn gravitasi di permukaan planet A dan B maka gA : gB adalah….

1. 1 : 9
2. 2 : 9
3. 3 : 2
4. 9 : 2
5. 8 : 9

Dua benda bermaas 2 kg dan 3 kg diikat tali kemudian ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti pada gambar. Bila besar percepatan gravitasi = 10 ms-2, gaya tegangan tali yang dialami sistem adalah….

1. Perhatikan gambar berikut!

Benda m1 = 4 kg terletak di atas meja licin dan dihubungkan dengan benda m2 = 6 kg yang tergantung pada ujung meja. Benda m1 mula-mula ditahan kemudian dilepaskan hingga bergerak maka tegangan tali T adalah….

Sebuah benda massa 5 kg mula-mula diam ditarik ke atas benda miring yang kasar (k = 0,4) dengan gaya sebesar 66 N. Percepatan yang dialami benda adalah….

1. 4 m/s2
2. 6 m/s2
3. 8 m/s2
4. 10 m/s2
5. 12 m/s2

Planet A memiliki massa 2 kali planet B dan jari-jari 0,5 kali planet B. Perpindahan kuat medan gravitasi di permukaan planet A dan B adalah….

1. 2 : 1
2. 1 : 2
3. 1 : 4
4. 4 : 1
5. 8 : 1

Pembahasan

1. Perhatikan gambar berikut dengan baik:

Jika beban m2 ditambah sedikit demi sedikit maka pada balok m1 akan mulai bergerak, hal itu berarti:

1. m1 = m2
2. w1 = w2
3. w2 > fs
4. w2 = fs

dari pernyataan diatas yang benar adalah….

1. (1), (2), dan (3)
2. (1) dan (3)
3. (2) dan (4)
4. (4) saja
5. (1), (2), (3), (4)

Sebuah benda 2 kg diikat dengan seutas tali yang panjangnya 1,5 meter. Kemudian diputar dengan lintasan lingkaran vertikal dan kecepatan sudut yang tetap. Jika g = 10 m/s2 dan saat di ti-tik terendah, tali mengalami tegangan sebesar 47 newton maka kecepatan sudutnya adalah…. rad/s.

Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg dan 3 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol yang massanya diabaikan. Jika mula-mula B ditahan kemudian dilepas maka besar tegangan tali T adalah…. Newton (g = 10 m/s2).