Contoh Soal Hukum Newton – Materi makalah pembahasan kali ini mengenai contoh soal hukum newton beserta pengertian, bunyi, rumus, contoh soal dan pembahasan lengkapnya. Berkaitan dengan pelajaran kimia dan fisika juga pada dipertemuan sebelumnya kami telah membahas mengenai Contoh soal hukum pascal. Baiklah mari langsung saja kita pelajari bersama ulasan lengkapnya berikut ini.

Pengertian Hukum Newton

Daftar Isi Tampilkan

Hukum Newton ialah merupakan suatu hukum yang mengatur tentang gerak. Adapun artian dari hukum Newton itu sendiri yakni merupakan hukum yang fundamental. Maksudnya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. Lalu kemudian, hukum ini dapat memungkinkan kita agar mengerti dari bebrapa jenis gerak yang umum dan merupakan dasar mekanika klasik.

Bunyi dan Rumus Hukum Newton

Bunyi Hukum Newton 1

Jika suatu benda bekerja pada gaya resultan yang sama dengan nol, Jadi pada benda yang mulanya diam maka akan tetap diam.

Rumus Hukum Newton 1:

∑F = Ο

Bunyi Hukum Newton 2

Maka dengan Jumlah gaya percepatan yang terdapat pada suatu benda akan sebanding (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya”.

Rumus Hukum Newton 2

a =∑F =

m × a

Keterangan:

∑F = ResultanF = Gayam = Massaa = Percepatan (m/s²)

Bunyi Hukum Newton 3

Apabila suatu benda dapat memberikan gaya pada benda lain maka benda yang terkena gaya akan memberikan gaya yang besarnya itu sama dengan gaya yang di terima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan”.

Rumus Hukum Newton 3

1. Gaya Gesek

Fg = μ × N

Keterangan:

Fg = Gaya Gesek (N)

μ = Koefiien gesekan

N = Gaya normal (N)

Gaya Berat

w = m × g

w = Gaya Berat (N)

m= Masa benda (Kg)

g = Gravitasi bumi (m/s)

Berat Sejenis

Contoh Soal Hukum Newton

Contoh Soal.1

Apabila kayu balok mempunyai massa 5 kg (berat w = 50 N) Diikatkan menggunakan tali lalu digantungkan keatap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?

Penyelesaian:

ΣF = 0

T – w = 0

T – 50 = 0

T = 50 N

Maka ketegangan gaya dari tali yang bekerja tersebut ialah 50 Newton.

Contoh Soal.2

Apabila pada suatu mempunyai massa 40 kg dan kemudian ditarik dengan menggunakan katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?

Penyelesaian:

Benda yang bermassa akan memiliki berat.

w = mg

w = 40 kg × 10 m/s2

w = 400 N

Terdapat tiga gaya yang bekerja dari sebuah sistem yakni w, F, dan T yang tidak searah, Maka agar dapat menentukan resultannya bisa menggunakan sumbu koordinat XY (metode analisis) seperti pada gambar (b) di atas.

Pada sumbu-Y

ΣFy = 0

T sin 53o – w = 0

T(0,8) – 400 = 0

0,8T = 400

T = 400/0,8

T = 500 N

Pada sumbu-X

ΣFx = 0

F – T cos 53o = 0

F – (500)(0,6) = 0

F – 300 = 0

F = 300 N

Maka , F gaya sistem itu ialah 300 Newton.

Contoh Soal.3

Apabila sebua benda mempunyai massa 10 kg kemudian dikaitkan tali dan dibentuk sistem seperti yang terdapat digambar (a) . Maka jika diam pada sistem tersebut percepatan gravitasi g = 10 m/s2 Jadi berapakah tegangan tali T1 dan T2!

Penyelesaian:

Berat benda adalah sebagai berikut.

w = mg

w = 10 kg × 10 m/s2

w = 100 N

Ketika memakai cara analisis di mana diagram gaya ditunjukkan pada gambar (b), maka berapakah resultan gaya yang bekerja sebagai berikut.

Pada sumbu-Y

ΣFy = 0

T1 sin 60o + T2 sin 30o – w = 0

T1 (1/2√3) + T2 sin (1/2) – 100 = 0

1/2√3 T1 + 1/2 T2 = 100

(Kedua ruas dikali 2)

√3 T1 + T2 = 200

Pada sumbu-X

T2 cos 30o – T1 cos 60o = 0

T2 (1/2√3) – T1 (1/2) = 0

1/2√3 T2 – 1/2T1 = 0 ……….. pers. (b)

{subtitusikan persamaan (a) ke persamaan (b)}

1/2√3(200 – √3 T1) – 1/2T1 = 0

100√3 – 3/2T1 – 1/2T1 = 0

3/2T1 + 1/2T1 = 100√3

4/2T1 = 100√3

2T1 = 100√3

T1 = 50√3 N

Agar dapat mendapatkan nilai T2, maka kita harus subtitusikan nilai pada T1 = 50√3 dengan persamaan (a) sehingga kita peroleh nilai sebagai berikut.

T2 = 200 – √3 T1

T2 = 200 – √3(50√3)

T2 = 200 – 150

T2 = 50 N

Maka, nilai T1 dan T2 -ialah 50√3 N dan 50 N.

Contoh Soal.4

Ada sebuah kusen mempunyai masa 20 kg yang berada pada suatu bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. Apabila kusen tersebut didorong ke atas maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?

Penyelesaian:

m = 20 kg

g = 10 m/s2

α = 30o

Maka gaya pada F harus bisa mengimbangi terhadap proyeksi gaya berat. Apabila dilihat dari gambar dibawah yang mana nampak seperti kayu yang bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.

ΣF = 0

F – w sin 30o = 0

F – (200)(1/2) = 0

F – 100 = 0

F = 100 N

Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N.

Contoh Soal.5

Kiki menarik suatu benda yang mempunyai beban dengan katrol seperti pada gambar (a). Kemudian Apabila gaya yang telah diberi terhadap F = 125 N Namun nyatanya beban bisa diangkat menggunakan kecepatan tetap. g = 10 m/s2. Maka berapakah massa beban tersebut apabila gaya gesek katrol dan massa tali diabaikan ?

Penyelesaian:

Pada gambar nampak suatu diagram bekerja pada sistem (b). Lalu kemudian pada dua buah gaya bekerja sebuah beban yakni gaya berat w dan T.mempunyai besaran gaya yang sama F. Apabila pada kecepatan tetap, Jadi hukum II Newton berlaku sebagai berikut.

ΣF = 0

T – w = 0

F – mg = 0

125 – m(10) = 0

125 – 10m = 0

10m = 125

m = 125/10

m = 12,5 kg

Jadi, massa beban tersebut adalah 12,5 kg.

Contoh Soal.6

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah benda diketahui mempunyai massa m = 10 kg yang berada tepat di atas lantai yang kasar ditarik oleh gaya F = 12 N ke arah kanan. Apabila koefisien statis pada masing-masing benda dan lantai tersebut 0,2 dan 0,1 Maka berapakah besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda

Pembahasan
Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut:

a) Gaya normal
Σ F_y = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Yang paling utama yakni mengecek dulu gaya gesek statis maksimum di antara benda dan lantai:
f_smaks = μ_s N
f_smaks = (0,2)(100) = 20 N
setelah dicek ternyata gaya gesek nya lebih besar dari gaya menarik benda (F) Maka kesimpulannya yakni benda masih berada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :
Σ F_x = 0
F − f_ges = 0
12 − f_ges = 0
f_ges = 12 N

c) Percepatan gerak benda
Benda dalam keadaan diam, percepatan benda NOL

Contoh Soal.7
Coba lihat gambar dibawah ini , Pada benda mempunyai berat 5 kg mula-mula dalam kondisi tidak bergerak!

Apabila antar sudut terbentuk gaya F = 25 N Dan garis datarnya 37^o, maka koefisien gesek pada permukaan lantai ialah 0,1 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s² tentukan nilai:
a) Gaya normal
b) Gaya gesek
c) Percepatan gerak benda

Pembahasan
Gaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut:

a) Gaya normal
Σ F_y = 0

b) Gaya gesek
Jika dalam soal hanya diketahui koefisien gesek kinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak, sehingga f_ges = f_k :
f_ges = μ_k N
f_ges = (0,1)(35) = 3,5 N

c) Percepatan gerak benda
Σ F_x = ma
F cos θ − f_ges = ma
(25)(0,8) − 3,5 = 5a
5a = 16,5
a = 3,3 m/s²

Contoh Soal. 8
Coba simak gambar di bawah ini, balok 100 kg diluncurkan dari sebuah bukit!

Mempunyai koefisien gaya gesek 0,125. kemudianp Percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan sin 53^o = 0,8, cos 53^o = 0,6. Maka berapakah nilainya:
a) Gaya normal pada balok
b) Gaya gesek antara lereng dan balok
c) Percepatan gerak balok