Pembahasan Soal UN Fisika SMA tentang Dinamika Gerak

#Pembahasan Fisika Sekolah Asik

Kode: C UN 2015
1. Perhatikan gambar di bawah ini !

Jika sistem benda bergerak, gaya ukiran antara balok dan lantai masing-masing sebesar 2 N dan percepatan benda 2 $m/s^2$, besar tegangan tali pada kedua balok tersebut adalah ....
A. 6 N
B. 10 N
C. 16 N
D. 32 N
E. 64 N

Penyelesaian:
Perhatikan benda 1 (m = 2kg);

benda bergerak ke kanan dengan percepatan 2 $m/s^2$, maka berlaku:

$\Sigma F_x=m_1.a$

$T-f=m_1.a$

$T-2=2\, . \, 2$

$T=6$ N

Jawab: (A)

Kode: D UN 2015
2. Perhatikan gambar berikut:

Jika sistem bergerak dan besarnya koefisien goresan kinetis antara balok dengan lantai = 0,2, besarnya percepatan sistem yaitu ....
A. 2,60 $m/s^2$
B. 2,50 $m/s^2$
C. 2,09 $m/s^2$
D. 1,60 $m/s^2$
E. 1,06 $m/s^2$

Penyelesaian:
Perhatikan gambar gaya-gaya yang bekerja pada benda:

Benda A
$N_A=w_A$
$N_A=m_A.g$
$f_A=\mu.N_A$
$f_A=\mu.m_A.g$
$f_A= 0,2\, . \, 5\, . \, 10$
$f_A=10$ N

Benda B
$F_x=F.cos 37^0$
$F_x= 40\, . \, 0,8$
$F_x=32$ N

$F_y=F.sin 37^0$
$F_y= 40\, . \, 0,6$
$F_y=24$ N

$\Sigma F_y=0$
$N_B+F_y-w_B=0$
$N_B=w_B-F_y$
$N_B=m_B.g-F_y$
$N_B= 4\, . \, 10 - 24$
$N_B= 16$ N

$f_B=\mu.N_B$

$f_B= 0,2\, . \, 16$

$f_B= 3,2$ N

Benda A dan B

$\Sigma F_x=\Sigma m.a$

$F_x-f_A-f_B=(m_A+m_B).a$

$32 - 10 - 3,2 = (5 + 4) .a$

$18,8 = 9 . a$

$a=2,09\, \, \, m/s^2$
Jawab: (C)

Kode: A/C/G UN 2014
3. Seseorang saat berada dalam lift bangkit di atas timbangan badan. Sebelum lift bergerak timbangan memperlihatkan angka 60 kg. Ketika lift bergerak ke bawah dengan percepatan 0,5 $m/s^2$ (g = 10 $m/s^2$), jarum timbangan akan menunjukkan angka ....
A. 30 kg
B. 50 kg
C. 57 kg
D. 59 kg
E. 63 kg

Penyelesaian:
Gaya Normal (gaya tekan ke lantai lift) yang dialami benda yang berada pada lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan $a$ adalah:
$N=m(g-a)$
$N=60(10-0,5)$
$N=570$ N
$m=\fracNg$
$m=\frac57010$
$m=57$ kg
Jawab: (C)

Kode: A/G/P UN 2013
4. Perhatikan gambar !

Sebuah balok mula-mula membisu, kemudian ditarik dengan gaya F ke atas sejajar dengan bidang miring. Massa balok 8 kg, koefisien tabrakan = 0,5, dan $\Theta = 45_0$. Agar balok tepat akan bergerak ke atas, gaya F harus sebesar ....

A. 40 N

B. 60 N

C. 60$\sqrt2$ N

D. 80 N

E. 80$\sqrt2$ N

Penyelesaian:

Perhatikan gambar gaya-gaya yang dialami benda pada bidang miring:

Pada bidang miring besar gaya gesek ialah:

$f=\mu .m.g.cos\, \theta $

$f=0,5\, . \, 8\, . \, 10\, . \, cos45^0 $

$f=20\sqrt2$ N

ketika benda sempurna akan beregerak, berlaku persamaan:

$\Sigma F_x=0$

$F-f-m.g.sin\, \theta =0$

$F=f+m.g.sin\, \theta$

$F=20\sqrt2+8\, . \, 10.sin45^0$

$F=20\sqrt2+40\sqrt2$

$F=60\sqrt2$ N

Jawab: (C)

Kode: C/L/Q UN 2013
5. Balok yang bermassa 8 kg terletak di atas bidang miring agresif seperti gambar berikut:

Gaya luar minimal yang dibutuhkan untuk menahan balok biar tidak meluncur ke bawah yaitu .... ($sin\, 37^0=0,6$, g = 10 $m/s^2$, $\mu_k=0,1$)

A. 36,4 N

B. 41,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

E. 68,8 N

Penyelesaian:

Perhatikan gambar gaya yang bekerja pada benda:

Besar gaya gesek pada bidang miring:

$f=\mu .m.g.cos\theta $

Pada dikala benda tertahan tidak bergerak, berlaku persamaan:

$F+f=m.g.sin\, \theta$

$F=m.g.sin\, \theta-f$

$F=m.g.sin\, \theta-\mu.m.g.cos\, \theta$

$F=m.g.sin\, \theta-\mu.m.g.cos\, \theta$

$F=m.g.(sin\, \theta-\mu.cos\, \theta)$

$F=8\, . \, 10.(sin\, 37-0,1\, . \,cos\, 37)$

$F=80.(0,6-0,08)$

$F=80.(0,6-0,08)$

$F=41,6$ N

Jawab: (B)

Kode: E/M UN 2013

6. Benda $m_1$ = 4 kg terletak di meja licin dan dihubungkan dengan $m_2$ = 6 kg yang tergantung pada ujung meja. Benda $m_1$ mula-mula ditahan kemnudian dilepaskan hingga bergerak, maka tegangan tali T yaitu ....

A. 96 N

B. 72 N

C. 40 N

D. 24 N

E. 15 N

Penyelesaian:

Pada perkara seolah-olah di atas berlaku persamaan tegangan tali adalah:

$T=\fracm_1\, . \,m_2m_1+m_2\, g$

$T=\frac4\, . \, 64+6\, 10$

$T=24$ N

Jawab: (D)

Kode: B/C/K UN 2013

7. Dari gambar berikut, balok A memiliki massa 2 kg dan balok B = 1 kg. Bila gaya tabrakan antara benda A dengan bidang f = 2,5 N, sedangkan gaya tabrakan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda ialah....

A. 20,0 $m/s^2$

B. 10,0 $m/s^2$

C. 6,7 $m/s^2$

D. 3,3 $m/s^2$

E. 2,5 $m/s^2$

Penyelesaian:

Dari hukum II Newton:

$a=\frac\Sigma F\Sigma m$

Dari perkara di atas, yang mengakibatkan benda bergerak adalah gaya berat benda B $w_B$ yang dihambat oleh gaya gesek benda A dengan bidang, maka:

$a=\fracw_B-fm_1+m_2$

$a=\frac1\, . \, 10-2,52+1$

$a=\frac7,53$

$a=2,5\, \, m/s^2$

Jawab: (E)

Kode: C34/E18 UN 2012
8. Jika permukaan meja licin dan massa katrol diabaikan, maka sistem benda akan bergerak dengan percepatan sebesar ....
A. 5 $m/s^2$
B. 10 $m/s^2$
C. 16 $m/s^2$
D. 25 $m/s^2$
E. 40 $m/s^2$

Penyelesaian:

Dari aturan II Newton:

$a=\frac\Sigma F\Sigma m$

$a=\frac60,4+0,2$
$a=10\, \, m/s^2$
Jawab: (B)

Kode: P12 UN 2011

9. Dua benda bermassa 2 kg dan 3 kg diikat tali kemudian ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti gambar. Bila besar percepatan gravitasi 10 $m/s^2$, gaya tegangan tali yang dialami sitem ialah ....

A. 20 N
B. 24 N
C. 27 N
D. 30 N
E. 50 N
Penyelesaian:
Misal $m_1=2\, kg$ dan $m_2=3\, kg$ dan benda 2 bergerak turun, maka nilai percepatan benda:
$a=\fracm_2-m_1m_1+m_2\, g$
$a=\frac3-22+3\, 10$
$a=2\, \, m/s^2$
Untuk menghitung besar tegangan tali gunakan rumus:
$T=m_1(g+a)$
$T=2(10+2)$
$T=24$ N
Jawab: (B)

Kode: P12 UN 2009

10. Sebuah balok bermassa 5 kg dilepas pada bidang miring licin seolah-olah pada gambar (g = 10 $m/s^2$  dan  $tan\, \, 37^0=\frac34$) percepatan balok yaitu ....

A. 4,5 $m/s^2$

B. 6,0 $m/s^2$

C. 7,5 $m/s^2$

D. 8,0 $m/s^2$

E. 10,0 $m/s^2$ 

Penyelesaian:

Jika $tan\, \, 37^0=\frac34$, maka $sin\, \, 37^0=\frac35$

Pada masalah bidang miring seakan-akan di atas, rumus percepatan yaitu:

$a=g\, \, sin\theta$

$a=10\, \, sin\, \, 37^0$

$a=10\, \, \frac35$

$a=6\, \, m/s^2$

Jawab: (B)

Share this post