Latihan Gravitasi dan Usaha-Energi (klik)
Contoh soal 1 dan Penyelesaiannya:
Tiga buah massa berada dititik-titik sudut segitiga seperti pada gambar berikut ini mA = 15 kg, mB = 9 kg dan mC = 16 kg. Berapakah percepatan gravitasi di titik A?
Penyelesaian:
DAYA (P) sama dengan ENERGI (W) dibagi WAKTU (t).
Kemudian dalam hubungan selanjutnya dengan persamaan Debit air (Q), Massa Jenis air (ρ) dapat digunakan untuk mencari nilai Efisiensi (η) generator pembangkit tenaga listrik. Perhatikan contoh soal selanjutnya di bawah ini.
Contoh soal 2 dan Penyelesaiannya:
Air terjun setinggi 20 m
digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir
10 m3. Jika efisiensi generator 55%, maka daya rata-rata yang
dihasilkan (dalam kW) adalah ....
Penyelesaian:
SOAL latihan DI BAWAH INI TIDAK DILENGKAPI GAMBAR!
KLIK di sini UNTUK MELIHAT SOAL SELENGKAPNYA!
Latihan Fisika Gravitasi dan Usaha & Energi
(Gunakan G = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2
dan g = 10 m/s2).
1.
Dua
buah benda A dan B berjarak 30 cm. Massa A sebesar 24 kg dan massa B
sebesar 54 kg berjarak 30 cm. Dimanakah
tempat suatu titik yang memiliki kuat medan gravitasi sama dengan nol?
2.
Tiga
buah massa berada dititik-titik sudut segitiga seperti pada gambar berikut ini
mA = 15 kg, mB = 9 kg dan mC = 16 kg.
Berapakah percepatan gravitasi di titik A?
3.
Dua
buku besar di atas meja dan memiliki jarak pusat massa 1,5 m. Jika massa buku
tersebut masing-masing 0,5 kg dan 0,45 kg, maka besar gaya gravitasi yang
dirasakan oleh buku yang satu karena pengaruh gravitasi buku yang lain sebesar
.....
4.
Seorang
astronot beratnya di permukaan bumi 800 N. Jika astronot tersebut sedang
mengorbit mengelilingi bumi dengan laju konstan dan jari-jari orbit pesawat 4
kali jari-jari bumi, maka berat astronot menjadi ….
5.
Dua
buah planet P dan Q mengorbit matahari. Apabila perbandingan antara jarak
planet P dan planet Q ke matahari adalah 4 : 9 dan periode planet P
mengelilingi matahari 24 hari, maka periode planet Q mengelilingi matahari
adalah .…
6.
Sebuah
balok berada di atas bidang miring licin seperti yang terlihat pada gambar
berikut ini. Ketinggian awal balok adalah 4 m. Massa balok tersebut sebesar 10
kg. Kemudian balok meluncur ke bawah, berapakah usaha yang dilakukan gaya berat
hingga balok sampai di lantai horisontal?
7.
Benda
A bermassa 1,5 kg berada di atas meja setinggi 120 cm dan benda B bermassa 5 kg
berada di atas kursi setinggi 60 cm. Tentukan perbandingan energi potensial
benda A dan B!
8.
Sebuah
benda bermassa m bergerak dengan kecepatan 20 m/s sehingga memiliki energi
kinetik sebesar 250 joule. Berapakah energi benda tersebut jika kecepatannya
menjadi 40 m/s?
9.
Untuk
mempunyai energi sebesar 300 joule sebuah benda harus memiliki kecepatan 2,55
m/s. Berapakah kecepatan yang harus dimiliki benda itu agar kinetiknya sebesar
75 joule?
10. Gaya yang bekerja pada benda
berubah terhadap jarak tempuhnya seperti pada grafik di bawah. Berapakah usaha
yang dilakukan gaya pada interval 0 < S < 10 m?
11. Benda A bermassa 15 kg mampu
bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Sedangkan benda B bermassa 10 kg mampu
bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Hitunglah perbandingan energi kinetik benda A
dan benda B!
12. Sebuah bola besi bermassa 20 kg
jatuh bebas dari ketinggian 4 m diatas hamparan pasir. Sesampainya di permukaan
pasir bola besi tersebut bisa masuk sedalam 5 cm. Berapakah gaya tahan pasir
terhadap bola?
13. Sebuah balok kecil bermassa 0,2
kg dilepaskan dari ketinggian2 m sebuah bidang luncur yang licin seperti pada gambar
di bawah ini. Berapakah besar gaya geser balok dengan lantai jika balok
berhenti sampai di titik C 100 cm dari B?
14. Sebuah balok bermassa 4 kg
memiliki kecepatan 15 m/s. Kemudian balok tersebut melewati bidang kasar sejauh
14,4 m sehingga kecepatannya tinggal 9 m/s. Berapakah besar gaya yang bekerja
pada balok tersebut?
15. Pada sebuah balok yang
berkecepatan 5 m/s diberikan gaya 15 N. Massa benda 10 kg. Berapakah jarak yang
sudah ditempuh balok saat kecepatannya telah berubah menjadi 10 m/s?
16. Sebuah bola bermassa 0,2 kg
bergerak pada bidang seperti gambar di bawah. Gerak bola diawali di titik A
hingga berakhir di titik B. Berapakah usaha yang dilakukan bola tersebut?
17. Balok bermassa 15 kg jatuh dari
ketinggian 2,5 m dan mengenai tongkat yang panjangnya 50 cm. Jika gaya gesek
tongkat dengan tanah sebesar 103 N maka berapakah kedalaman yang
dicapai tongkat setelah terhantam balok?
18. Benda bermassa 3 kg mula-mula
diam kemudian diberikan gaya sebesar 15 N tetap. Berapakah kecepatan benda
setelah menempuh jarak 2m?
19. Mobil bergerak dengan kecepatan
108 km/jam massa mobil dan penumpang sebesar 500 kg. Kemudian mobil
direm mendadak sehingga dapat berhenti setelah menempuh jarak 2 m. Berapakah
gaya pengereman rata-rata yang diberikan?
20. Sebuah bola bermassa 0,2 kg
dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s dari ketinggian 1,5 m.
Berapakah ketinggian bola pada saat kecepatannya 5 m/s?
21.
Balok bermassa
1,5 kg digunakan di atas bidang miring licin dan sudut kemiringannya 30O.
Ketinggiannya 1,5 m dan kecepatannya 6 m/s. Berapakah kecepatan balok saat
mencapai lantai?
22. Air terjun setinggi 10 m dengan
debit 50 m3/s dimanfaatkan untuk memutarkan generator listrik mikro.
Jika 25% energi air berubah menjadi energi listrik, maka berapakah daya
keluaran generator listrik?
23. Sebuah benda dengan massa 2 kg,
dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Tentukan besarnya
energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 m!
24. Sebuah benda dilemparkan dari
ketinggian 5 m di atas tanah dengan kecepatan awal 50 m/s dan sudut elevasi 60O.
Tentukan kecepatan benda saat mencapai ketinggian 50 m di atas tanah!
25. Sebuah balok bermassa 1 kg
menumbuk pegas yang posisinya mendatar seperti gambar. Saat balok menumbuk
pegas kecepatannya 1,5 m/s dan dapat menekan pegas sejauh 10 cm. Konstanta
pegas tersebut sebesar .... N/m
26. Suatu partikel bermassa 1 kg
didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja =
2 m/s seperti pada gambar di samping. Energi mekanik partikel pada saat
ketinggiannya = 1 m, adalah ....
27. Sebuah balok es dengan massa 50
kg, pada 0 OC, didorong di atas papan horizontal yang juga mempunyai
suhu 0 OC sejauh 21 m. Ternyata 25 gram es mencair karena gesekan.
Jika kalor lebur es = 80 kal/g, maka besarnya koefisien gesekan adalah ....
28. Air terjun setinggi 20 m
digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir
10 m3. Jika efisiensi generator 55%, maka daya rata-rata yang
dihasilkan (dalam kW) adalah ....
