1. Tentukan perubahan energi yang terjadi berikut:
1) Menggosok-gosokkan kedua telapak tangan
2) Memukul gong
3) Lilin menyala
4) Berlari-lari kecil selama beberapa saat
5) Menyalakan blender
6) Menyalakan korek api
7) Menyalakan televisi
8) Merebus air hingga mendidih
Pembahasan :
1) Energi gerak menjadi energi panas
2) Energi gerak menjadi energi bunyi
3) Energi kimia menjadi energi panas, energi cahaya
4) Energi kimia menjadi energi gerak
5) Energi listrik menjadi energi gerak
6) Energi kimia menjadi energi panas, energi cahaya
7) Energi listrik menjadi energi cahaya, energi bunyi
8) Energi kimia menjadi energi panas
2. Karena pengaruh gaya F sebuah benda yang mula mula diam setelah menempuh jarak s = 2 m mempunyai kecepatan seperti gambar.
Maka besar gaya F yang bekerja pada benda adalah . . .
Pembahasan:
gaya, F =?
mula diam, vo =0
jarak, s = 2 m
kecepatan akhir, vt = 2 m/s
massa, m = 2 kg
Jika dilihat dari nilai yang diketahui pada soal,
usaha = perubahan energi kinetik
W = ΔEk
F.s = ½ m(vt² - vo²)
F (2) = ½ 2(2² - 0)
F = 2 N
3. Sebuah benda bermassa 5 kg mula-mula dengan kecepatan 10 m/s. Setelah benda bergerak sejauh 100 m maka kecepatan benda menjadi 20 m/s. Berapakah usaha total yang dilakukan benda pada saat itu ?
Pembahasan:
massa, m = 5 kg
kecepatan awal, vo = 10 m/s
kecepatan akhir, vt = 20 m/s
jarak, s = 10 m
Jika dilihat dari nilai yang diketahui pada soal,
usaha = perubahan energi kinetik
W = ΔEk
W = ½ m(vt² - vo²)
W = ½ 5 (20² - 10²)
W = 750 J
4. Sebuah benda bermassa 2 kg berada pada ketinggian 25 m dari tanah kemudian benda itu jatuh bebas. Jika g = 10 m/s² berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya berat sehingga benda mencapai ketinggian 5 m dari tanah?
Pembahasan:
massa, m = 2 kg
tinggi h1 = 25 m
tinggi h2 = 5 m
Jika dilihat dari nilai yang diketahui pada soal,
usaha = perubahan energi potensial
W = ΔEp
W = m.g.(Δh)
W = 2 .10(25-5)
W = 400 J
5. Berapakah besar usaha yang diperlukan untuk mengubah kecepatan suatu benda dari 10 m/s sampai menjadi 30 m/s jika massa benda tersebut sebesar 5 kg?
Pembahasan:
kecepatan v1 = 10 m/s
kecepatan v2 = 30 m/s
massa, m = 5 kg
Jika dilihat dari nilai yang diketahui pada soal,
usaha = perubahan energi kinetik
W = ΔEk
W = ½ m (v2² - v1²)
W = ½ (5)(30² - 10²)
W = 2000 J = 2 kJ
6. Berapakah usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda dari ketinggian 50 cm ke ketinggian 3 meter jika massa benda tersebut sebesar 500 gram?
Pembahasan:
tinggi h1 = 50 cm = 0,5 m
tinggi h2 = 3 m
massa, m = 500 gr = 0,5 kg
Jika dilihat dari nilai yang diketahui pada soal,
usaha = perubahan energi potensial
W = ΔEp
W = m.g.(h2-h1)
W = ½ .10(3-0,5)
W = 12,5 J
7. Sebuah benda massa 10 kg mula-mula diam diantara lantai licin didorong selama 5 detik bergerak lurus dengan percepatan 2 m/s². Berapa besar usaha?
Pembahasan :
Massa, m = 10 kg
Mula-mula diam, vo =0
Waktu, t =5 s
Percepatan, a = 2 m/s²
Pertama, cari dulu kecepatana akhir
vt = vo + at
vt = 0 + 2.5
vt = 10 m/s
Usaha = perubahan energi kinetik
W = ΔEk
W = ½ m(vt² - vo²)
W = ½ (10)(10²)
W = 500 J
8. Energi kinetik benda saat kecepatannya 2 m/s adalah 4 joule. Maka kecepatan benda saat energi kinetiknya 64 joule adalah sebesar . . . m/s
Pembahasan:
kecepatanya, v₁ = 2 m/s
Energi kinetik, Ek₁ = 4 J
Energi kinetik, Ek₂ = 64 J
kecepatanya, v₂ = ?
Untuk menyelesaikan soal ini, kita bisa gunakan perbandingan energi kinetik sebelum dan energi kinetik sesudah
Ek₁/Ek₂ = v₁²/v₂²
4/64 = 2²/v₂²
2/v₂ = 2/8
v2 = 8 m/s
9. Sebuah mobil remote control memiliki massa 2 kg dalam keadaan diam pada sebuah bidang datar tanpa gesekan. Kemudian mobil remote control tersebut digerakan hingga kecepatannya menjadi 10 m/s. Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?
Pembahasan:
Massa m = 2 kg
Diam vo = 0
Kecepatan akhir vt = 10 m/s
Usaha W = ?
Usaha bisa dikatakan sebagai perubahan energi
W = ΔEk
W = ½ m.Δv²
W = ½ (2)(10-0)²
W = 100 J
Jadi, usaha yg dilakukan oleh gaya tersebut adalah 100 J
Post a Comment for "Soal Usaha dan Perubahan Energi (Energi kinetik, Energi potensial)"