Soal Instrumen Tes Materi Hukum Newton Tentang Gera1

Soal Instrumen tes materi hukum Newton tentang gerak  Satu Satuaan Pem Pembela belaja jarran Mata Pelajaran Kelas Semester Materi Pokok Alokasi "aktu "aktu

: MA Pemb Pembaangun ngunan an UIN Jaka Jakarrta : Fisika :X : I (Satu) : Hukum Neton tentang !erak  : # $ %& menit

A. Standa Standarr Kompeten Kompetensi si : Menera'kan konse' an 'rinsi' asar kinematika an inamika bena titik  B. Kompet Kompetens ensii Dasar Dasar Menera'kan ukum Neton sebagai 'rinsi' asar inamika untuk gerak lurus* gerak + ertikal* an gerak melingkar beraturan,

N o -

#

Indikator Pembelajaran Menj Menjel elas aska kan n kons konse' e'

Soal

!a.a .ang bekerja 'aa biang .ang bersentuan antara ua

Kemampuan kognitif  0-

Pembahasan

!a.a normal aala ga.a

ga.a* massa an ukum  'ermukaan bena an aran.a selalu tegak lurus engan biang

.ang bekerja 'aa biang

neton tentang gerak 

sentu aala ga.a,,,

.ang bersentuan antara ua

A. /, 0, 1, 2,

 'ermukaan bena an aran.a

nor normal mal gra+ gra+it itas asii sent sentri ri'e 'eta tall gese gesek k stati statiss gese gesek k kin kinet etis is

!a.a .ang a'at meruba ara gerak bena 'aa gerak melingkar aala ga.a,,,

selalu tegak lurus engan  biang sentu,

0-

!a.a se sentri'etal a aala ga ga.a .ang a'at meruba ara

A, /, C. 1, 2, 3

Sala satu 4onto ga.a gesekan .ang merugikan aala,,, A. /, 0, 1, 2,

%

normal gra+itasi sentripetal gesek statis gesek kinetis

gerak bena 'aa gerak melingkar,

0-

merugikan aala 5 gesekan

gesekan pada mesin mobil gesekan antara kaki an tana gesekan antara tangan engan buku gesekan 'aa rem 4akram se'ea motor gesekan antara uara engan 'enerjun 'a.ung

Pern.ataan berikut .ang sesuai engan ukum I Neton aala 7,

0onto ga.a gesek .ang

 'aa mesin mobil* ga.a gesekan antara uara an mobil a'at mengambat 0-

gerak mobil* an lain6lain, Pern.ataan .ang benar sesuai

A, jika a 8 9* maka bena selalu iam

engan ukum - Neton

/, jika v 8 9* maka bena selalu bergerak lurus beraturan

aala: Jika a 8 9* maka

0, jika v 8 9* maka 'erubaan 'er4e'atan bena selalu nol

 'erubaan ke4e'atan bena

1, jika a 8 9* maka bena bergerak lurus beruba beraturan

selalu nol,

2, jika a  !" maka perubahan ke#epatan benda selalu nol

&

/erasarkan gambar isam'ing 'asangan ga.a

0-

aksi reaksi .ang te'at aala,,, A - an 3 / # an % 0 " an % 1 3 an % $ %& dan %'

S.arat ga.a aksi reaksi aala: 6 /ekerja 'aa bena .ang  berbea Aran.a berlaanan Pasangan ga.a aksi reaksi  'aa gambar aala % an -

;

Mengitung

besaran6 Suatu bena bermassa & kg mula6mula alam konisi tiak   bergerak* jika suut .ang terbentuk antara ga.a F engan  besaran s# besarn.a ga.a normal 'aa bena aala,,, A -& N an ukum neton / #9 N tentang gerak  0 #& N 1 39 N $ () N

03

!a.a normal ? F. 8 9  N @ F sin  B " 8 9  N 8 " B F sin   N 8 (&)(-9) B (#&)(9*;) 8 3& N

=

Mengitung

besaran6 /esar ga.a normal .ang ikerjakan lantai

 besaran
03 &

ukum

neton A, /, tentang gerak  C. 1, 2, D

#9 N #- N ** N #3 N #% N

Paa label sebua makanan ringan tertera tulisan Eberat bersi -99

aala ## N 0#

gram, /erat an massa sesunggun.a makanan ringan tersebut  jika gra+itasi bumi -9 m>s# aala7 A / 0 1 2

G

 'er4e'atan gra+itasi i bumi -9 m>s# an 'er4e'atan gra+itasi i  bulan -*; m>s# maka berat an massa anak tersebut i bulan aala,,, A39 N an %D kg / &+ N dan (! kg 0399 N an 39 kg 1399 N an %D kg 2 399 N an 399 kg

" 8 m, g 8 9*- kg $ -9 m>s# 8-N Massa makanan ringan i  bumi mau'un i bulan sama

' N dan '!! gram -9 N an -99 gram -99 N an -999 gram -999 N an -999 gram -9999 N an -999 gram

Seorang anak ketika i bumi memeliki massa 39 kg* jika iketaui

89

" C #9N 6 -9,Sin &39 C N 8 9 m,g C #9N C -9, 9*D C N 8 9 &,-9 6#9 C D C N 8 9 &9 6#D 8 N ## 8 N Jai ga.a normal 'aa bena

konse' ga.a* massa* kg aala,, an

∑ F 

.aitu -99 gram,

0#

" bulan 8 m, g bulan 8 39 kg , -*; m>s# 8 %D N Massa i bumi sama engan massa i bulan 39 kg

-9

/erat sebua bena .ang bermassa # kg .ang beraa i bumi

0#

" 8 m, g " 8 # kg $ G*D m>s # 8 -G*; N

0#

/ena iam

#

engan gra+itasi G*D m>s  aala,,, A / 0 D 2 --

=*D N --*D N -&*; N ',"- N #3*; N

/alok mengalami ga.a tarik F- 8 -& N ke kanan an ga.a F# ke kiri, Jika bena teta' iam besar F# aala,,, A / C 1 2

-#

kanan engan ke4e'atan teta' % 6-

ms , Jika F- 8 -9 N5 F # 8 #9 N*  besar F3 aala,,, A B 0 1 2

&N '! N -& N #9 N #& N

 8 9

F- ke ara kanan an F# ke

&N -9 N ') N #9 N #& N

/ !ambar ibaa menunjukkan sebua balok

∑ F 

ara kiri* maka F- C F# 8 9 -& N 6 F# 8 9 -& N 8 F# melun4ur ke

0#

∑ F 

 8 9

F3 @ F- C F# 8 9 F3 8 F# C FF3 8 #9 N C -9N F3 8 -9 N

-3

Per4e'atan 'aa sebua bena .ang bermassa G kg an iberi ga.a

a8

39 N aala,,, A B 0 1 2 -%

∑ F 

0#

-*33 m>s# *"(( ms* 3*33 m>s# %*33 m>s# &*33 m>s#

30

a8

9

a 8 #*33 m>s#

∑  F 

Sebua balok massan.a # kg itarik engan ga.a F .ang

m

0#

a8

m 6

 besarn.a ; Neton, Per4e'atan a8

.ang ialami beban aala,,,

2

a 8 3 m>s#

A / 0 1 2

-&

(N ;N GN -# N -& N

/alok A massa &9 kg an balok / massa #9 kg beraa i atas

0#

∑ F 

 'ermukaan li4in iorong ole ga.a F sebesar -%9 N se'erti i'erliatkan gambar berikut* besar 'er4e'atan bena aala,,,

 8 m,a

∑  F  a8

mtotal

a8

50 + 20

140

A, - m>s#

140

a8

B. * ms*

70

a 8 # m>s#

0, 3 m>s# 1, % m>s# -;

2, & m>s# /ena bermassa m 8 -9 kg beraa i atas lantai kasar itarik ole

03

ga.a F 8 #& N ke ara kanan, Jika koe
-=

9*& m>s# - m>s# '") ms* # m>s# #*& m>s#

#& C 9*-,-9,-9 8 -9 , a #& C -9 8 -9 , a -& 8 -9 , a 15

a8

Se Seorang sisa bermassa &9 kg beriri i alam li
03

6#

 bergerak ke atas engan 'er4e'atan & ms , Jika 'er4e'atan

 'aa alas li
6#

 bergerak engan 'er4e'atan 3 m>s , Jika gra+itasi bumi -9 ms * maka berat orang tersebut saat li
10

 8 -*& m>s#

!a.a tekan kaki li
gra+itasi bumi aala g 8 -9 ms6#* ga.a tekan kaki orang tersebut

-D

 8 m,a

F6 < gesek 8 m,a F6 μ ,N 8 m,a

 besar 'er4e'atan bena aala,,, A / C 1 2

∑ F 

03

!a.a tekan kaki li
A3=9 N /3D9 N 0 (,! N 1%99 N 2%-9 N -G

Meme4akan  'ermasalaan

/ena A an / terletak i atas lantai li4in, Massa bena A tiga kali

∑  F 

0# a8

terkait massa bena /, Jika 'aa keua bena bekerja ga.a menatar .ang

m

 besaran6besaran
a berbaning terbalik engan

terkait konse' ga.a* aala,,,

m* maka: a1 m2 a2 8 m1

massa*

ukum A / neton tentang gerak  0 1 2 #9

 N 8 (39,-9) @ (39,3)  N 8 399 @ G9  N 8 3G9 N

an

' 0( 3 :-:% %:-: ;

a1 a2

Sebua ga.a .ang ikerjakan 'aa sebua bena bermassa m1 #

mengasilkan 'er4e'atan # m>s , !a.a .ang sama ketika ikerjakan

m>s , 'erbaningan antara m1 an m2  aala,,, A B 0 1 $

-:# *0' -:% %:-:3

3

∑ F 

0# a8

m

∑ F 

 'aa sebua bena bermassa m2 mengasilkan 'er4e'atan sebesar % #

1 8

m8

a

m berbaning lurus engan F an berbaning terbalik engan a* maka: m1  F  1 m 2 8  F  2

 X

a2 a1

untuk ga.a .ang sama maka:

#-

Pesaat Atoo se'erti 'aa gambar*

0%

teriri ari katrol siliner .ang li4in tan'a gesekan, Jika m- 8 &9 kg * m# 8 #99kg an g 8 -9 m>et# antara balok  m- an biang atar aa ga.a gesek  engan  8 9*-, massa katrol -9 kg, Per4e'atan sistem aala,,, A=*# m>s# /=*% m>s# 0 /"+ ms* 1D m>s# 2 D*# m>s#

Seaktu beraa i alam li
8

m1 m2

8

m1 m2

8

a2 a1 4 2 2 1

injau m-: ?F8m,a  C < k   8 m , a  C k  , N 8 m - , a  C 9*- , m- , g 8 m - , a  C 9*- &9 , -9 8 &9 , a  8 &9 @ &9a injau m# (an substitusikan nilai ): ?F8m,a # C  8 m # , a m# , g C  8 m # , a #99 , -9 C (&9 @ &9a) 8 #99 , a #999 C &9 C &9a 8 #99 , a -G&9 8 #&9 , a a 8 =*D m>s #,

 /

##

m1 m2

03

!a.a tekan kaki li
#3

Menjelaskan ga.a gesek 

#%

tali menjai =&9 N, 1engan emikian 'er4e'atan lis# 0 -& m>s# 1 #9 m>s# 2 #& m>s#

 8 " @ (m,a) =&9 N 8 &99 N @ (&9 $ a) =&9 N6&99 N8 &9 $ a #&9 N 8 &9 $ a 250 N  a 8 50 kg

!a.a gesek statis maksimum terjai ketika b ena,,,

a 8 & m>s# !a.a gesek statis maksimum

A, /, 0, 1, $.

0-

1iam Jatu /erenti /ergerak  %epat akan bergerak 

Pern.ataan .ang benar terkait ga.a gesek kinetis .ang bergerak

terjai ketika bena te'at akan  bergerak 

0#

 'aa lantai .ang kasar aala,,, A, seara engan ara gerak  B. men.ebabkan bena berenti C. berlawanan arah dengan arah gerak  1, berlaanan ara engan ara ga.a gesek statis 2, men.ebabkan bena bergerak lurus engan ke4e'atan konstan #&

Mengitung ga.a

/ena bermassa m 8 -9 kg beraa i atas lantai kasar itarik ole

gesek statis an kinetis

ga.a F 8 #& N ke ara kanan, Jika koe
Ara ga.a gesek kinetis  berlaanan engan ara gerak   bena

03

Fstatis  8

 μ s .

 N

Fstatis  8 9*# $ (-9,-9) Fstatis  8 9*# $ -99 Fstatis  8 #9 Fkinetis  8

 μ k .

 N

0, -& N an #9 N 1, #9 N an -& N 2, #9 N an 39 N #;

Sebua balok -9 kg iam i atas lantai atar, Koe
Fkinetis 8 9*- $ (-9,-9) Fkinetis  8 9*- $ -99 Fkinetis 8 -9 0#

statis s8 9*%, /esarn.a ga.a gesekan statis .ang bekerja 'aa

#=

-9 N #9 N 39 N &! N &9 N

Peratikan gambar berikut* bena & kg mula6mula alam konisi tiak bergerak, Jika suut .ang terbentuk antara ga.a F engan garis menatar 

 μ .

 N

Fstatis  8 9*% $ (-9,-9) Fstatis  8 % $ -99 Fstatis  8 %9

 balok jika ga.a luar #9 N iberikan alam ara oriontal aala,,, A / 0 D 2

Fstatis  8

03 !a.a6ga.a 'aa bena i'erliatkan gambar berikut:

aala 3=o* koes# maka besarn.a ga.a gesek  kinetis bena aala,,, A #*& N / 3N C (") N 1 %N 2 %*& N

!a.a normal ? F. 8 9  N @ F sin  B " 8 9  N 8 " B F sin  8 (&)(-9) B

(#&)(9*;)

8 3& N

< K 8  μ  $ N < K   8 9*- $ 3& < K   8 3*& N

#D

Meme4akan

Sebua balok -9 kg iam i atas lantai atar, Jika koe
0%

/ena akan bergerak jika

 'ersoalan terkait ga.a gesekan statis s8 9*% an koe
ga.a .ang iberikan lebi

gesek statis an ga.a akan bergerak jika ga.a .ang iberikan sebesar,,, A, # N gesek kinetis /, -# N 0, ## N 1, 3# N $. &* N

 besar ari ga.a gesek statisn.a,  μ . Fstatis  8  N Fstatis  8 9*% $ (-9,-9) Fstatis  8 % $ -99 Fstatis  8 %9 Maka ari 'ilian jaaban isam'ing bena akan  bergerak jika ga.a .ang iberikan sebesar %# N

#G

/alok A beratn.a -99 N iikat engan tali menatar i 0 (liat gambar), /alok / beratn.a &99 N, Koe
0% ? F$ 8 9 F B f  AB B f  BL 8 9

ga.a F minimal untuk menggeser balok / F C  μ ,Na 6  μ ,Nab 8 9

aala,,,,neton A, D9

F C 9*#,-99,-9 C 9*& (&99@-99),-98 9 F B #9 B 399 8 9 F 8 3#9 Neton

/, -;9 0, #%9 D. (*!

2, %99 39

Suatu balok bermassa #99 gram  beraa i biang miring engan kemiringan 39 teraa' biang atar, Jika koe
0%

!a.a gesek statis maksimumn.a :
 biang miring 9*#& an 9*-* serta nilai 'er4e'atan gra+itasi -9 m>s#* maka besarn.a ga.a gesek statis an ga.a gesek  kinetis .ang bekerja 'aa bena aala,,, A!"&(( N dan !"'/( N /9*-=3 N an 9*%33 N 09*-33 N an 9*-=3 N 19*%33 N an 9*-33 N 2 9*-33 N an 9*%33 N

!a.a gesek kinetis,
3-

Mengitung

besaran6 /alok A an / terletak 'aa 'ermukaan

0#

!a.a6ga.a 'aa keua bena

 besaran
(isatukan A an /) terliat

gerak

 'aa gambar berikut:

miring

'aa

biang F sebesar %D9 N se'erti terliat 'aa gambar, /esar 'er4e'atan gerak ke ua  balok aala,,, A- m>s# B* ms* 03 m>s# 1% m>s# 2& m>s#

? F 8 ma F B " sin 3=o 8 ma %D9 B (%9 @ #9)(-9)(9*;) 8 (%9 @ #9) a a 8 -#9>;9 8 # m>s #

3#

/eban m .ang mengalami &

03

!a.a6ga.a .ang bekerja 'aa

kg an 'er4e'atan gra+itasi

 biang miring aala sebagai

-9 ms6# terletak

 berikut

i atas biang miring engan suut kemiringan 3=9 (Sin 3= 8 9*;), /eban iberi ga.a F menatar sebesar #9 N* 'er4e'atan beban aala,,, A B 0 1 2

33

-*% m>s# *"+ ms* %*# m>s# &*; m>s# = m>s#

Sebua balok .ang massan.a ; kg melun4ur ke baa 'aa sebua

?F 8 ? m,a m,g Sin 3=9 C m,g 0os 3=9 8 m,a &,-9,9*; C #9,9*D 8 &,a & a 8 39 C -; a 8 #*D ms6#

03

!erak balok 'aa biang

 'a'an li4in .ang imiringkan 39 ari lantai, Jika jarak lantai

miring

engan balok -9 m an besarn.a ga.a gra+itasi item'at itu -9 ms6

m,g, sin

θ  8 m,a

#

;,-9,sin

30

* 'er4e'atan balok tersebut aala,,, A #*& m>s# B ) ms* 0 =*& m>s# 1 -9 m>s#

0

;9 , 9*& 8 ;a 39 8 ;a

 8 ;,a

2 -#*& m>s#

30

a8

/ /iang miring engan suut

(&

0%

kemiringan θ  8 39* koe
tali iatas

 biang miring iberi beban % kg, Ujung tali .ang tergantung +ertikal iberi beban engan

6

a 8 & m>s# injau m- : ? F- 8 m- , a  C < k   C - sin 39 8 m - , a  C k  , N C m - g sin 39 8 m-,a  C k  , m- , g , 4os 39 C m- , g sin 39 8 m- , a  C 9*# , % , -9 , L 3 6 % , -9 , L8%,a  C % 3 6 #9 8 %a  8 #;*G#D @ %a injau m# : ? F 8 m # , a # C  8 m# , a # , g C  8 m# , a -9 ,-9 C  8 -9 ,a  8 -99 C -9a

massa -9 kg, Per4e'atan sistem tersebut aala,,, A)"') ms* /;*-& m>s# 0=*-& m>s# 1D*-& m>s# 2 G*-& m>s#

Substitusi:  8  #;*G#D @ %a 8 -99 C -9a -% a 8 =3*9=# a 8 &*-%D m>s#, 3&

Mengitung

besaran Faris memutar se4ara +ertikal sebua ember .ang berisi air engan

0#

8

#

 'aa gerak melingkar   jari6jari -*; m, Jika ga.a gra+itasi sebesar -9 m>s , Kelajuan

8

√ g . r

√ 10 x 1,6

+ertikal

8 √ 16

minimum ember agar air i alamn.a tiak tum'a aala,,, #

A# m>s B& ms* 0; m>s# 1D m>s# 2 -9 m>s# 3;

8% 8 #*D

Sebua ember .ang berisi air engan jari6jari 9*D m i'utar se4ara

0#

8

#

+ertikal* jika ga.a gra+itasi sebesar G*D m>s * kelajuan minimum

8

ember agar air i alamn.a tiak tum'a arus lebi besar ari,,,

Ani mengikat bol'ointn.a .ang bermassa 9*- kg engan seutas tali an i'utar +ertikal engan ke4e'atan teta' % ms6#, Jika

√ 9,8 x 0,8

8 √ 7,84

A, 9*% m>s# /, -*9 m>s# A, -*% m>s# /, #*9 m>s# C. *"+ ms* 3=

8 #*D

A B C D $

-*; N *"- N 3*; N %*; N &*; N

(

03 A 8 m,g

 'anjang tali - m an ga.a gra+itasi bumi -9 m>s#* maka tegangan tali saat bol'oint beraa i 'osisi terena aala,,,

√ g . r

( ( )

8 9*- $ -9 16

88 #*;

10

)

2

v +1 r. g

+1

4

2

1 x 10

+1

)

3D

Seorang anak memutar se4ara +ertikal 'ega'usn.a .ang bermassa

(

03 A 8 m,g

9*- kg engan seutas tali engan ke4e'atan teta' % ms6#, Jika

(

 'anjang 8 9*- $ -9

tali - m an ga.a gra+itasi bumi -9 ms6#* maka tegangan tali saat 'enga'us beraa i 'osisi tertinggi aala,,, A9*3 N /9*; N 09*G N 1-*# N 2-*& N 3G

Sebua bena bermassa -99 gr bergerak melingkar beraturan

16

8-

16

2

v −1 r. g 4

2

1 x 10

+1

8 9*;

2

0# Fsentri'etal

engan laju 3 m>s, Jika jari6jari lingkaran %9 4m* besarn.a ga.a

v 8 m, r 2

sentri'etal .ang ialami bena ini aala,,,

3

8 9*- kg $

A-*#& N

0,4 9

B*"*) N

8 9*- $

03*#& N

0,4

8 #*#& N

1%*#& N 2 &*#& N %9

Sebua bena bermassa 9*; kg iikat i ujung seutas tali .ang  'anjangn.a -*& m, /ola ber'utar alam satu lingkaran orisontal,

2

03 Fsentri'etal

Jika 'utaran bola tali mengalami tegangan maksimum %9 N* kelajuan maksimum bola sebelum tali 'utus aala,,,

+8

√

v 8 m, r

 F . r m

) −1

)

+8

√

0 -& m>s

+8

√ 100

1 #9 m>s

+ 8 -9 m>s

A & m>s B '! ms

2 #& m>s

 40.1,5 0,6