Soal-Soal Usaha dan Energi

SOAL- SOAL USAHA DAN ENERGI

1.       Benda yang bergerak memiliki kecepatan yang besarnya berbanding lurus dengan….

a.       Energi geraknya

b.      Kuadrat energy geraknya

c.       Energy diamnya

d.      Akar energy geraknya

e.      Akar energy diamya

2.       Benda bermassa 1kg berada pada bidang miring licin dengan sudut 30 ⁰. Jika g = 10 m/s², usaha yang dilakukan oleh gaya berat pada benda sejauh 5 m pada bidang miring adalah…

a.       15 j

b.      20 J

c.       25 J

d.      30 j

e.      40 J

3.       Nelayan menarik perahunya dengan sudut 30 ⁰ terhadap horizontal dan perahu berpindah sejauh 12 m. Besar usaha yang dilakukan nelayan tersebut , jika nelayan menarik dengan tali dengan gaya 180 N adalah…

a.       1080 J

b.      1080 J

c.       980 J

d.      980 J

e.      480 J

4.       Sebuah pegas memerlukan usaha 75 joule untuk meregangkan sepanjang 5 cm. Usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas sepanjang 3 cm adalah…

a.       25 J

b.      27 J

c.       15 J

d.      5 J

e.      0,2 J

5.       Sebuah benda bermassa 4 kg, Mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan  percepatan 3 m/s². Besar usaha yang diubah menjadi energy kinetic setelah 2 sekon adalah…

a.       6 J

b.      12 J

c.       24 J

d.      48 J

e.      72 J

6.       Di ketinggian 1 km di  atas tanah, dilepaskan sebuah benda bermassa 10 kg dari sebuah pesawat yang terbang mendatar dengan kecepatan 50 m/s. Setelah tiba di tanah, benda tersebut akan memiliki energy kinetic sebesar…

a.       12,5 KJ

b.      22,5 Kj

c.       112,5 KJ

d.      212,5 KJ

e.      225,5 KJ

7.       Bola 200 g dilemparkan vertical ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Energi potensial bola saat berada di titik tertinggi adalah…

a.       5 J

b.      10 J

c.       15 J

d.      20 J

e.      25J

8.       Air terjun dapat dipakai sebagai pembangkit tenaga listrik. Volume air tersebut persekon 2 m³s-¹, massa jenis air adaah 1000 kgm^-3 dan g = 10 ms^-2. Jika air jatuh dari ketinggian 8 meter, hanya 50 % dari energy potensial air yang dapat dimanfaatkan sebagai energy listrik. Besar energy listrik yang dihasilkan dalam satu sekon sama dengan…

a.       8 x 10³ J

b.      16 x 10³ J

c.       8 x 10⁴ J

d.      16 x 10⁴ J

e.      8 x 10⁵ J

9.       Perhatikan gambar berikut

 

 Pemain skateboard bergerak dari titik A ke titik B, kemudian ketitik C, seperti pada gambar. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan massa pemain skateboard 50 kg, pernyataan berikut  yang benar adalah…

a.      Energi potensial bertambah 7000 Jbergerak dari B ke C

b.      Energi potensial potensial berkurang 7000 ketika bergerak dari B ke C

c.       Energi potensial di B dan di C sama

d.      Energi potensial di B nol

e.      Energi potensial di C maksimum

10.   Bola dengan berat 2 N jatuh bebas dari ketinggian 10 m. jika gesekan dengan udara diabaikan, besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya berat adalah…

a.      2,5

b.      5,0

c.       10

d.      20

e.      25

11.   Seorang anak memanjat pohon manga setinggi 5 meter. Ia memetik dua buah mangga yang masing-masing beratnya 4 N. Jika berat anak tersebut 400 N, Usaha yang dibutuhkan oleh anak itu untuk turun membawa mangga turun ketanah adalah…

a.      -20 J

b.      +20 J

c.       -40 J

d.      + 40 J

e.      -400 J

12.   Balok jatuh bebas dari lintasan pada gambar sampai jarak s. Jika koefisien gesekan kinetis antara balok dan bidang kasar 0,2, perbandingan jari-jari (R) bidang seperempat lingkaran dengan jarak tempuh s adalah…

a.      1 : 2

b.      1: 4

c.       1: 5

d.      1 : 10

e.      1 : 20

13.   Bola beratnya 1 N tepat jatuh di atas sebuah pegas yang berjarak h = 2 m dari ujung atas pegas sehingga pegas tetekan 10 cm. konstanta gaya pegas adalah….

a.      200 N/m

b.      210 N/m

c.       400 N/m

d.      420 N/m

e.      500 N/m

14.   Anak menarik sebuah mainan yang massanya 2 kg mengelilingi sebuah lapangan persegi panjang yang panjangnya 40 m dan lebar 20 m sebanyak 2 kali putaran. Jika koefisien gesekan antara lapangan dan mainan anak tersebut 0,25 dan g = 10 m/s, usaha yang dibutuhkan oleh anak untuk melawan gaya gesek adalah….

a.      0 J

b.      400 J

c.       600 J

d.      800 J

e.      1200J

15.   Perhatikan gambar berikut

Bola bermassa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan saat lepas dari pinggir meja 2 m/s. Energi mekanik bola saat ketinggian 1 m adalah…

a.      2 J

b.      10 J

c.       12 J

d.      17 J

e.      24 J

16.   Benda jatuh dari tempat yang tingginya 80 meter. Jika energy potensialnya mula-mula sebesar 4000 Joule dan g = 10 m/s², kecepatan tepat sebelum sampai di tanah adalah…

a.      10 m/s

b.      20 m/s

c.       25 m/s

d.      30 m/s

e.      40 m/s

17.   Mesin kendaraan bermotor memiliki daya 100 hp (1 hp = 746 W). Waktu yang diperlukan mesin tersebut untuk menghasilkan gaya 3730 N dan menggerakkan kendaraan sejauh 60 m adalah…

a.      2 sekon

b.      3 sekon

c.       4 sekon

d.      5 sekon

e.      6 sekon

18.   Pada suatu saat, sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Jika mesin mobil tersebut memberikan gaya 1600 N, daya mesin mobil pada saat tersebut adalah…

a.      30 Kw

b.      32 Kw

c.       36 Kw

d.      40 Kw

e.      42 Kw

19.   Energi sebesar 48 KJ digunakan oleh sebuah motor setiap menit. Motor ini menghasilkan keluaran 1 hp. Efisiensi motor itu adalah…

a.      67,25 %

b.      75,00 %

c.       75,75%

d.      93,25%

e.      95,50%

20.   Sebuah lift penuh sesak memiliki massa 2400 kg. Jika g = 10 m/s², daya yang diperlukan lift untuk naik setinggi 80 m dalam waktu 1 menit adalah…

a.      30 kW

b.      32 kW

c.       36 kW

d.      40 kW

e.      48 kW

21.   Sebuah mobil bermassa 200 kg dari keadaan diam bergerak hingga mencapai kecepatan 10 m/s dan g = 10 m/s2. Besar usaha yang dilakukan mobil tersebut adalah...

a.      100 joule

b.      200 joule

c.      1000 joule

d.     10.000 joule

e.      20.000 joule

22.   Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti pada gambar.

Ketika sampai di B energi kinetik sama dengan 2 energi potensial, maka tinggi titik B dari tanah adalah...

a.      80 m

b.       70 m

c.       60 m

d.       40 m

e.      30 m

23.   Pemain ski es meluncur dari ketinggian A seperti gambar berikut:

Jika kecepatan awal pemain ski nol dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka kecepatan pemain pada ketinggain B adalah...

a.       √2 m

b.       5 √2 m

c.      10 √2 m

d.     20 √2 m

e.       25 √2 m

24.  Untuk menarik balok dengan posisi seperti gambar diperlukan gaya sebesar 22 N.

Dengan diberi gaya 33 Joule, balok bergeser 3 m ke kanan. Sudut θ pada gambar tersebut adalah....

a.         60⁰

b.       57⁰

c.        45⁰

d.      37⁰

e.        30⁰

25.  Sebuah mesin derek mengangkut sebuah mobil. Usaha yang dilakukan mesin derek sebesar 25.000 J. Tali penarik mobil membentuk sudut 45⁰ dan mesin derek berhasil memindahkan mobil sejauh 100 m. Gaya yang dilakukan mesin derek pada mobil sebesar...

a.       100 √2 N

b.      125 √2 N

c.       150 √2 N

d.      200 √2 N

e.       250 √2 N

26.  Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Akibat gaya gesekan antara benda dengan lantai mengalami perlambatan 3 m/s2. Besar usaha untuk mengatasi gaya gesekan selama 3 sekon adalah...

a.        256 Joule

b.      240 Joule

c.       176 Joule

d.      128 Joule

e.       120 Joule

27.  Seorang pekerja menarik ember berisi air yang bermassa 5 kg yang diikat dengan tali, dari ketinggian 5 meter sampai pada ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, usaha yang harus dilakukan adalah...

a.       1750 J

b.      1500 J

c.       1000 J

d.      750 J

e.       250 J

28.   Odi mengendarai mobil bermassa 4.000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m.s⁻¹. Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan mobilnya berkurang secara teratur menjadi 15 m.s⁻¹. Usaha oleh gaya pengereman adalah....

a.       200 kJ

b.      300 kJ

c.        400 kJ

d.      700 kJ

e.      800 kJ

29.   Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah...

a.       6,8 Joule

b.       4,8 Joule

c.       3,8 Joule

d.      3 Joule

e.       2 Joule

30.   Sebuah benda bermassa 1 kg dilempar keatas dengan kecepatan awal 40 m/s. Besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 m adalah...

a.       300 J

b.      400 J

c.        500 J

d.       600 J

B. Kerjakan soal-soal berikut dengan cermat

1. Benda dilemparkan secara vertical ke atas dari ketinggian 2m dengan kecepatan awal 20m/s. Jika massa benda 0,5 kg dan g = 10 m/s, berapakah energi kinetic benda tepat sebelum mencapi tanah?(110 J)

2. Sebuah bola besi bermassa 4 kg jatuh bebas dari puncak menara yang tingginya 100 m. Apabila gesekan dengan udara diabaikan dan g = 10 m/s, tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya berat bola sampai pada ketinggian 40 m dari tanah.(2,4 KJ)

3. Perhatikan gambar berikut. Tentukan usaha oleh gaya F untuk memindahkan benda dari A dan B. (25)

 

4. Perhatikan gambar berikut.(4m/s)

 

5. Sebuah mobil dengan massa penumpang dan mobilnya 1600 kg, digas sehingga memiliki kelajuan 20 m/s. Kemudian, mobil dibiarkan melaju di jalan mendatar. Jika gaya gesek yang memperlambat kelajuan mobil tersebut 1000 N, hitunglah panjang lintasan maksimum yang dapat dicapai sebelum mobil berhenti.(320 m)