SOAL-SOAL DAN JAWABANNYA USAHA , ENERGI DAN DAYA

Soal No. 1 Sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton. Jika kotak berpindah 4 meter ke kanan, tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut! Pembahasan Usaha = gaya x perpindahan W = F x S W = 12 x 4 W = 48 joule Soal No. 2 Sebuah 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! Pembahasan Usaha = gaya x perpindahan W = F x S 680 = 40 x S S = 680 / 40 S = 17 meter Soal No. 3 Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda! Pembahasan Usaha = gaya x perpindahan W = F x S 15,6 = F x 13 F = 15,6 / 13 F = 1,2 Newton Soal No. 4 Dua 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! Pembahasan W = (F1 + F2) x S W = (10 + 5) x 5 W = 15 x 5 W = 75 joule Soal No. 5 Dua 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! Pembahasan W = (F1 − F2) x S W = (15 − 7) x 6 W = 8 x 6 W = 48 joule Soal No. 6 Usaha 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! Pembahasan W = (F1 − F2) x S 120 = (36 − F2) x 5 120 / 5 = 36 − F2 24 = 36 − F2 F2 = 36 − 24 F2 = 12 Newton Soal No. 7 Seorang anak memindahkan sebuah buku yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa buku adalah 300 gram dan tinggi meja dari lantai adalah 80 cm. Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan usaha yang diperlukan! Pembahasan Usaha 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 demikian W = Δ Ep W = m x g x h W = 0,300 x 10 x 0,80 W = 2,4 joule Soal No. 8 Seorang 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! Pembahasan Hubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) : P = W / t dimana W = 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/t P = 1350 / 6 P = 225 watt Soal No. 9 Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut! Pembahasan Ubah menit menjadi detik, 2 menit = 120 detik P = W/t P = 3000 / 120 P = 25 watt Soal No. 10 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? Pembahasan Kotak  akhirnya tidak berpindah tempat, sehingga perpindahannya adalah nol W = gaya x perpindahan = 0