Contoh Soal Hukum Newton

Posted on

Contoh Soal Hukum Newton – Materi makalah pembahasan kali ini mengenai contoh soal hukum newton beserta pengertian, bunyi, rumus, contoh soal dan pembahasan lengkapnya. Berkaitan dengan pelajaran kimia dan fisika juga pada dipertemuan sebelumnya kami telah membahas mengenai Contoh soal hukum pascal. Baiklah mari langsung saja kita pelajari bersama ulasan lengkapnya berikut ini.

Pengertian Hukum Newton

Hukum Newton

Hukum Newton ialah merupakan suatu hukum yang mengatur tentang gerak. Adapun artian dari hukum Newton itu sendiri yakni merupakan hukum yang fundamental. Maksudnya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. Lalu kemudian, hukum ini dapat memungkinkan kita agar mengerti dari bebrapa jenis gerak yang umum dan merupakan dasar mekanika klasik.

Bunyi dan Rumus Hukum Newton

Bunyi Hukum Newton 1

Jika suatu benda bekerja pada gaya resultan yang sama dengan nol, Jadi pada benda yang mulanya diam maka akan tetap diam.

Rumus Hukum Newton 1:

∑F = Ο

Bunyi Hukum Newton 2

Maka dengan Jumlah gaya percepatan yang terdapat pada suatu benda akan sebanding (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya”.

Rumus Hukum Newton 2

a =∑F =
m × a
Keterangan:
∑F = ResultanF = Gayam = Massaa = Percepatan (m/s²)

Bunyi Hukum Newton 3

Apabila suatu benda dapat memberikan gaya pada benda lain maka benda yang terkena gaya akan memberikan gaya yang besarnya itu sama dengan gaya yang di terima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan”. 

Rumus Hukum Newton 3

1. Gaya Gesek
Fg = μ × N
Keterangan:
Fg = Gaya Gesek (N)
μ = Koefiien gesekan
N = Gaya normal (N)

Gaya Berat 

w = m × g
w = Gaya Berat (N)
m= Masa benda (Kg)
g = Gravitasi bumi (m/s)
Berat Sejenis 
             hukum newton

Contoh Soal Hukum Newton

>

Contoh Soal.1
Apabila kayu balok mempunyai massa 5 kg (berat w = 50 N) Diikatkan menggunakan tali lalu digantungkan keatap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?
Penyelesaian:
hukum newton
ΣF = 0
 w = 0
 50 = 0
T = 50 N
Maka ketegangan gaya dari tali yang bekerja tersebut ialah 50 Newton.
Contoh Soal.2
Apabila pada suatu mempunyai massa 40 kg dan kemudian ditarik dengan menggunakan katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?
hukum newton
Penyelesaian:
Benda yang bermassa akan memiliki berat.
w = mg
w = 40 kg × 10 m/s2
w = 400 N
Terdapat tiga gaya yang bekerja dari sebuah sistem yakni  w, F, dan T yang tidak searah, Maka agar dapat menentukan resultannya bisa menggunakan sumbu koordinat XY (metode analisis) seperti pada gambar (b) di atas. 
  • Pada sumbu-Y
ΣFy = 0
T sin 53o  w = 0
T(0,8)  400 = 0
0,8T = 400
T = 400/0,8
T = 500 N
  • Pada sumbu-X
ΣFx = 0
 T cos 53o = 0
 (500)(0,6) = 0
 300 = 0
F = 300 N
Maka , F gaya  sistem itu ialah 300 Newton.
Contoh Soal.3
Apabila sebua benda mempunyai massa 10 kg kemudian dikaitkan tali dan dibentuk sistem seperti yang terdapat digambar (a) . Maka jika diam pada sistem tersebut percepatan gravitasi g = 10 m/s2 Jadi berapakah tegangan tali T1 dan T2!
hukum newton
Penyelesaian:
Berat benda adalah sebagai berikut.
w = mg
w = 10 kg × 10 m/s2
w = 100 N
Ketika memakai cara analisis di mana diagram gaya ditunjukkan pada gambar (b), maka berapakah resultan gaya yang bekerja sebagai berikut.
  • Pada sumbu-Y
ΣFy = 0
T1 sin 60o + T2 sin 30o  w = 0
T1 (1/23) + T2 sin (1/2 100 = 0
1/23 T1/2 T2 = 100
(Kedua ruas dikali 2)
3 T+ T2 = 200
  • Pada sumbu-X
Tcos 30o  T1 cos 60o = 0
T(1/23)  T1 (1/2) = 0
1/23 T2  1/2T1 = 0 ……….. pers. (b)
{subtitusikan persamaan (a) ke persamaan (b)}
1/23(200  3 T1 1/2T1 = 0
100 3/2T1  1/2T1 = 0
3/2T1 + 1/2T1 = 1003
4/2T1 = 1003
2T1 = 1003
T1 = 503 N
Agar dapat mendapatkan nilai T2, maka kita harus subtitusikan nilai pada T1 = 50dengan persamaan (a) sehingga kita peroleh nilai sebagai berikut.
T2 = 200  3 T1
T2 = 200  3(503)
T2 = 200  150
T2 = 50 N
Maka, nilai T1 dan T2 -ialah 503 N dan 50 N.

Contoh Soal.4

Ada sebuah kusen mempunyai masa 20 kg yang berada pada suatu bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. Apabila kusen tersebut didorong ke atas maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?
Penyelesaian:
m = 20 kg
g = 10 m/s2
α = 30o

Maka gaya pada F harus bisa mengimbangi terhadap proyeksi gaya berat. Apabila dilihat dari gambar dibawah yang mana nampak seperti kayu yang bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.

hukum newton
ΣF = 0
 w sin 30o = 0
 (200)(1/2) = 0
 100 = 0
F = 100 N
Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N.
Contoh Soal.5
Kiki menarik suatu benda yang mempunyai beban dengan katrol seperti pada gambar (a). Kemudian Apabila gaya yang telah diberi terhadap  F = 125 N Namun nyatanya beban bisa diangkat menggunakan kecepatan tetap. g = 10 m/s2. Maka berapakah  massa beban tersebut apabila gaya gesek katrol dan massa tali diabaikan ?
hukum newton
Penyelesaian:
Pada gambar nampak suatu diagram bekerja pada sistem (b). Lalu kemudian pada dua buah gaya bekerja sebuah beban yakni gaya berat w dan T.mempunyai besaran gaya yang sama F. Apabila pada kecepatan tetap, Jadi hukum II Newton berlaku sebagai berikut.
ΣF = 0
 w = 0
 mg = 0
125  m(10) = 0
125  10m = 0
10m = 125
m = 125/10
m = 12,5 kg
Jadi, massa beban tersebut adalah 12,5 kg.

Contoh Soal.6

Perhatikan gambar berikut!

Baca Juga :  Perbedaan Senyawa dan Campuran

hukum newton

Sebuah benda diketahui mempunyai massa  m = 10 kg yang berada tepat di atas lantai yang kasar ditarik oleh gaya F = 12 N ke arah kanan. Apabila koefisien statis pada masing-masing benda dan lantai tersebut 0,2 dan 0,1 Maka berapakah besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda

Pembahasan
Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut:

hukum newton

a) Gaya normal
Σ Fy = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Yang paling utama yakni mengecek dulu  gaya gesek statis maksimum di antara benda dan lantai:
fsmaks = μs N
fsmaks = (0,2)(100) = 20 N
setelah dicek ternyata gaya gesek nya lebih besar dari gaya menarik benda (F) Maka kesimpulannya yakni benda masih berada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :
Σ Fx = 0
F − fges = 0
12 − fges = 0
fges = 12 N

c) Percepatan gerak benda
Benda dalam keadaan diam, percepatan benda NOL

Contoh Soal.7
Coba lihat gambar dibawah ini , Pada benda mempunyai berat 5 kg mula-mula dalam kondisi tidak bergerak!

hukum newton

Apabila antar sudut terbentuk gaya F = 25 N Dan garis datarnya  37o, maka koefisien gesek pada permukaan lantai ialah 0,1 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan nilai:
a) Gaya normal
b) Gaya gesek
c) Percepatan gerak benda

Pembahasan
Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut:

hukum newton

a) Gaya normal
Σ Fy = 0

b) Gaya gesek
Jika dalam soal hanya diketahui koefisien gesek kinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak, sehingga fges = fk :
fges = μk N
fges = (0,1)(35) = 3,5 N

c) Percepatan gerak benda
Σ Fx = ma
F cos θ − fges = ma
(25)(0,8) − 3,5 = 5a
5a = 16,5
a = 3,3 m/s2

Baca Juga :  Pengertian Molekul

Contoh Soal. 8
Coba simak gambar di bawah ini, balok 100 kg diluncurkan dari sebuah bukit!

hukum newton

Mempunyai koefisien gaya gesek 0,125. kemudianp Percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan sin 53o = 0,8, cos 53o = 0,6. Maka berapakah nilainya:
a) Gaya normal pada balok
b) Gaya gesek antara lereng dan balok
c) Percepatan gerak balok

Pembahasan
Gaya-gaya pada balok diperlihatkan gambar berikut:

hukum newton

a) Gaya normal pada balok
Σ Fy = 0
N − W cos θ = 0
N − mg cos 53o = 0
N − (100)(10)(0,6) = 0
N = 600 Newton

b) Gaya gesek antara lereng dan balok
fges = μk N
fges = (0,125)(600) = 75 newton

c) Percepatan gerak balok
Σ Fx = ma
W sin θ − fges = ma
mg sin 53o − fges = ma
(100)(10)(0,8) − 75 = 100a
a = 725/100 = 7,25 m/s2

Contoh Soal.9

Pada kayu A mempunyai massa 40 kg dan yang B 20 kg sama-sama berada di permukaan yang sangat licin  kemudian didorong oleh gaya F sebesar 120 N seperti diperlihatkan gambar berikut!

hukum newton

Tentukan :
a) Percepatan gerak kedua balok
b) Antara kayu A dan B terjadi kontak gaya

Pembahasan
a) Percepatan gerak kedua balok
Tinjau sistem :
Σ F = ma
120 = (40 + 20) a
a = 120/60 m/s2

b) Karena terjadinya Gaya diantara balok A dan B
Cara pertama, Tinjau benda A :

hukum newton

Σ F = ma
F − Fkontak = mA a
120 − Fkontak = 40(2)
Fkontak = 120 − 80 = 40 Newton

Cara kedua, Tinjau benda B :

hukum newton

Σ F = ma
Fkontak = mB a
Fkontak = 20(2) = 40 Newton

Demikianlah materi pembasan mengenai contoh soal hukum newton kali ini, semoga artikel ini dapat bermanfaats erta dapat menambah ilmu pengetahuan kita bersama.

Artikel ContohSoal.co.id Lainnya:


Artikel Terkait: