Soal Serta Pembahasan Usaha dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

[1] Sebuah bola bermassa 2 kg bergerak jatuh bebas dari ketinggian 20 meter di atas permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka kecepatan bola pada saat ketinggiannya 5 meter di atas permukaan tanah adalah …

A. 6 m/s

B. 8 m/s

C. 10 m/s

D. 10√3 m/s

E. 10√2 m/s

Pembahasan:

Hukum kekekalan energi mekanik:

Ep₁ + Ek₁ = Ep₂ + Ek₂

mgh₁ + 0 = mgh₂ + ½ mv²

          2 . 10 . 20 = 2 . 10 . 5 + ½ . 2 . v²

          400 = 100 + v²

          400 – 100 = v²

          300 = v²

               v = √300

          v = 10√3

Jawabannya D

[2] Dua buah gaya bekerja pada satu benda sehingga benda berpindah sejauh s meter ke kiri. Gaya satu sebesar 40 Newton ke kiri dan gaya dua sebesar 25 Newton ke kanan dengan membentuk sudut 30⁰. Jika usaha totalnya adalah 46,6 Joule, maka perpindahan benda sebesar …

A. 6 meter

B. 5 meter

C. 4 meter

D. 3 meter

E. 2.5 meter

Pembahasan:

Resultan Gaya

ΣF = F_kiri - F_kanan

ΣF = 40 – (25 cos 30⁰)

ΣF = 40 - 12√3

ΣF = 18,35 N

Usaha

W = F.s

46,6 = 18,35 . s

s = 46,6 / 18,35

s = 2,5 meter

Jawabannya E

Share :