Question

1. Sebuah mobil bermassa 1600 kg bergerak dengan kecepatan awal 12 m/s. Jika mobil dipercepat 3 m/s² selama 6 sekon, hitunglah besar usaha yang dilakukan oleh mobil!
Jawab: 604800 J

2. Sebuah mobil bermassa 1000 kg bergerak di jalan dengan kecepatan 30 m/s. Kemudian mobil tersebut melakukan pengereman dengan gaya 2000 N. Hitunglah jarak yang ditempuh mobil hingga mobil tersebut berhenti!
Jawab: 225 meter

3. Sebuah bola dilemparkan ke atas dengan kecepatan 12 m/s dari sebuah gedung yang tingginya 6 meter. Jika percepatan gravitasi (g) 10 m/s², hitunglah besar kecepatan maksimum ketika bola menyentuh tanah!
Jawab: 16,248 m/s

4. Sebuah bola bermassa 100 gram dilempar ke bawah dengan kecepatan 2 m/s dari ketinggian 10 meter. Jika percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², hitunglah: (a) energi mekanik bola, (b) kecepatan bola saat berada di ketinggian 5 meter dari tanah
Jawab: a. 10,2 Joule; b. 10,198 m/s​

Answer 1

Jawaban:

1. Hasil Pencarian:

Untuk menghitung besar usaha yang dilakukan oleh mobil, kita dapat menggunakan rumus usaha:

Usaha (W) = gaya (F) * jarak (d)

B. Gaya dapat dihitung menggunakan rumus Newton kedua:

F = massa (m) * percepatan (a)

F = m * a

F = 1600 kg * 3 m/s²

F = 4800 kg·m/s² (atau Newton)

d = v0 * t + (1/2) * a * t²

d = 12 m/s * 6 s + (1/2) * 3 m/s² * (6 s)²

d = 72 m + (1/2) * 3 m/s² * 36 s²

d = 72 m + 54 m

d = 126 m

W = F * d

W = 4800 kg·m/s² * 126 m

W = 604800 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan oleh mobil adalah 604800 Joule.

2. Hasil Pencarian:

C. Untuk menghitung jarak yang ditempuh oleh mobil hingga berhenti, kita dapat menggunakan persamaan gerak lurus dengan percepatan negatif (pengereman):

v^2 = v0^2 + 2a * d

0 = 30^2 + 2 * (-2000) * d

0 = 900 - 4000d

4000d = 900

d = 900 / 4000

d = 0.225 meter

Jadi, jarak yang ditempuh oleh mobil hingga berhenti adalah 225 meter.

3. Hasil Pencarian:

Untuk menghitung kecepatan maksimum ketika bola menyentuh tanah, kita dapat menggunakan prinsip energi mekanik:

Energi potensial gravitasi (Ep) = massa (m) * gravitasi (g) * tinggi (h)

Energi kinetik (Ek) = 1/2 * massa (m) * kecepatan^2 (v^2)

Pada titik tertinggi, energi kinetik (Ek) = 0, sehingga energi potensial (Ep) = energi kinetik saat menyentuh tanah.

m * g * h = 1/2 * m * v^2

g * h = 1/2 * v^2

v^2 = 2 * g * h

v = √(2 * g * h)

v = √(2 * 10 m/s² * 6 m)

v = √(120 m²/s²)

v ≈ 10.954 m/s

Jadi, besar kecepatan maksimum ketika bola menyentuh tanah adalah sekitar 10.954 m/s (atau dapat dibulatkan menjadi 10.96 m/s).

4. Hasil Pencarian:

(a) Untuk menghitung energi mekanik bola, kita perlu menghitung energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) bola.

Energi kinetik (Ek) = 1/2 * massa (m) * kecepatan^2 (v^2)

Energi potensial (Ep) = massa (m) * gravitasi (g) * tinggi (h)

Energi kinetik (Ek) = 1/2 * 0,1 kg * (2 m/s)^2

= 0,1 kg * 2^2 m^2/s^2

= 0,1 kg * 4 m^2/s^2

= 0,4 Joule

Energi potensial (Ep) = 0,1 kg * 10 m/s² * 10 m

= 1 kg·m²/s²

= 1 Joule

Energi mekanik bola (Em) = Ek + Ep

= 0,4 Joule + 1 Joule

= 1,4 Joule

Jadi, energi mekanik bola adalah 1,4 Joule.

(b) Karena energi mekanik (Em) adalah jumlah energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep), kita dapat menulis persamaan ini:

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

0 + m * g * h1 = Ek2 + m * g * h2

m * g * h1 = Ek2 + m * g * h2

m * g * h1 - m * g * h2 = Ek2

m * g * (h1 - h2) = Ek2

Ek2 = m * g * (h1 - h2)

= 0,1 kg * 10 m/s² * (10 m - 5 m)

= 0,1 kg * 10 m/s² * 5 m

= 0,5 kg·m²/s²

= 0,5 Joule

v = √(2 * Ek2)

= √(2 * 0,5 Joule)

= √(1 Joule)

= 1 Joule

Jadi, kecepatan bola saat berada di ketinggian 5 meter adalah sekitar 1 m/s (atau dapat dibulatkan menjadi 1,00 m/s).