Latihan Fisika Kelas X Usaha, Energi, dan Daya
# 9
Pilgan

Ayah dengan massa  kg mengendarai sepeda motor yang memiliki massa  kg dengan kecepatan konstan sebesar  m/s. Ayah melihat anak kucing yang sedang duduk di tengah jalan sejauh  m dari motornya.

  1. Agar ayah berhenti tepat sebelum menabrak kucing, motor ayah harus mengalami perlambatan sebesar  m/s.
  2. Agar ayah berhenti tepat sebelum menabrak kucing, motor ayah harus melakukan gaya perlambatan sebesar  N.
  3. Agar ayah berhenti tepat sebelum menabrak kucing, motor ayah harus melakukan usaha perlambatan sebesar  J.
  4. Agar ayah berhenti tepat sebelum menabrak kucing, motor ayah harus melakukan usaha perlambatan sebesar  J.

Pernyataan berikut yang benar adalah ....

A

pernyataan 1 dan 3

B

pernyataan 2 dan 4

C

pernyataan 1, 2, dan 3

D

pernyataan 1, 2, 3, dan 4

E

pernyataan 4

Pembahasan:

Diketahui:

Massa ayah m=70m=70 kg

Massa motor M=110M=110 kg

Kecepatan awal vo=10v_o=10 m/s

Jarak s=4s=4 m

Kecepatan akhir vt=0v_t=0 m/s

Ditanya:

Pernyataan yang benar =?=?

Dijawab:

1) Untuk pernyataan pertama, kita dapat menggunakan rumus gerak lurus berubah beraturan. Kondisi pada soal menunjukkan bahwa gerak lurus berubah beraturan yang terjadi adalah gerak lurus berubah beraturan diperlambat, maka kita dapat menggunakan rumus gerak lurus berubah beraturan diperlambat.

vt2=vo22asv_t^2=v_o^2-2as

02=1022a(4)0^2=10^2-2a\left(4\right)

100=8a100=8a

a=1008a=\frac{100}{8}

a=12,5a=12,5 m/s2 (pernyataan 1 benar)

2) Jika ada percepatan dalam suatu sistem, maka ada gaya yang bekerja pada sistem tersebut. Dengan demikian, untuk pernyataan kedua, kita dapat menggunakan hukum kedua Newton yang berbunyi "Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya". Massa yang berlaku pada sistem ini adalah massa total ayah dan motornya.

a=Fma=\sum_{ }^{ }\frac{F}{m}

12,5=Fm+M12,5=\frac{F}{m+M}

12,5=F70+11012,5=\frac{F}{70+110}

12,5=F18012,5=\frac{F}{180}

F=(12,5)(180)F=(12,5)(180)

F=2.250F=2.250 N (pernyataan 2 benar)

3) Usaha suatu benda merupakan hasil kali dari gaya dengan perpindahan yang ditempuh oleh benda tersebut.

W=FsW=-Fs (negatif karena arahnya berlawanan dengan arah perpindahannya yang menyebabkan terjadinya perlambatan)

W=(2.250)(4)W=-\left(2.250\right)\left(4\right)

W=9.000W=-9.000 J (pernyataan 3 benar, pernyataan 4 salah)

Jadi, pernyataan yang benar adalah pernyataan 1, 2, dan 3.