Soal Fisika SMA – Usaha dan Energi

Download di Aplikasi Lebih Mudah

Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi

Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download

Link-link Terkait dengan Soal-soal Fisika SMA

USAHA DAN ENERGI

——————————————————————–

Latihan Soal 1

—————————————————————————

1. Sebuah
perahu ditarik dengan gaya 400 N sehingga perahu bergerak di sepanjang aliran sungai
sejauh 20 meter. Apabila gaya tarik tersebut membentuk sudut 60⁰
terhadap gerak perahu. Hitung usaha yang telah dilakukan pada saat menarik
perahu tersebut!

2. Sebuah
perahu ditarik dengan gaya 200 N sehingga perahu bergerak di sepanjang aliran sungai
sejauh 20 meter. Apabila gaya tarik tersebut membentuk sudut 30⁰
terhadap gerak perahu. Hitung usaha yang telah dilakukan pada saat menarik
perahu tersebut!

3. Seekor
kambing dengan massa 10 kg bergerak lurus dengan laju 3 m/s. Kemudian gaya luar
sebesar 5 N diterapkan terhadap kambing sehingga berpindah sejauh 27 m.
tentukan pertambahan energi kinetik kambing tersebut.

4. Seekor
kambing dengan massa 20 kg bergerak lurus dengan laju 3 m/s. Kemudian gaya luar
sebesar 5 N diterapkan terhadap kambing sehingga berpindah sejauh 10 m.
tentukan pertambahan energi kinetik kambing tersebut.

5. Sebuah balok bergerak
pada lintasan kasar dengan laju 2 m/s. apabila massa balok 2,5 kg dan balok
berhenti, setelah menempuh jarak 10 meter, tentukan usaha yang dilakukan oleh
gaya gesek dan berapa besarnya gaya gesek tersebut?

6. Sebuah balok bergerak
pada lintasan kasar dengan laju 4 m/s. apabila massa balok 5 kg dan balok
berhenti, setelah menempuh jarak 20 meter, tentukan usaha yang dilakukan oleh
gaya gesek dan berapa besarnya gaya gesek tersebut?

7. Energi kinetik yang
dimiliki oleh sebuah bola tenis adalah 30 joule. Apabila gaya sebesar 6 N
diterapkan pada bola tersebut sehingga berhenti pada jarak x meter, tentukan
nilai x tersebut.

8. Energi kinetik yang dimiliki
oleh sebuah bola tenis adalah 60 joule. Apabila gaya sebesar 20 N diterapkan
pada bola tersebut sehingga berhenti pada jarak x meter, tentukan nilai x
tersebut.

9. Balok
kayu 5 kg berada di atas lantai kasar. Balok ditarik seorang anak dengan gaya
20 N yang membentuk sudut 60⁰ terhadap lantai sehingga balok
mendapat gaya gesek yagn besarnya 8 N. Jika balok bergerak sejauh 5 m,
hitunglah :

a. usaha yang dilakukan anak

b. usaha yang dilakukan gaya gesek

c. usaha total yang diterima balok

10. Bola bermassa
2 kg jatuh dari A menuju B pada lintasan licin sempurna. Jika kelajuan di A
adalah 4 m/s, tentukan kelajuan di B

11. Balok kayu bermassa 5 kg
berada pada suatu permukaan seperti pada gambar.

Hitunglah :

a. energi potensial gravitasi
balok terhadap titik A

b. energi potensial gravitasi
balok terhadap titik B

12. Sebuah
mobil bermassa 1.500 kg, sedang bergerak dengan kecepatan 72 km/jam, tiba-tiba
direm hingga berhenti setelah menempuh jarak 100 m. hitunglah :

a. gaya rem pada mobil

b. usaha yang dilakukan gaya rem

13. Sebuah mobil bermassa 1.000 kg, sedang
bergerak dengan kecepatan 90 km/jam, tiba-tiba direm hingga berhenti setelah
menempuh jarak 200 m. hitunglah :

a. gaya rem pada mobil

b. usaha yang dilakukan gaya rem

14. Sebuah peluru bermassa 2,5 gram dengan
kecepatan awal 100 m/s mengenai sebuah balok kayu dan bersarang di dalamnya
sejauh 5 cm. hitunglah :

a. gaya gesekan yang dikenakan balok terhadap peluru

b. daya
yang dilakukan oleh balok terhadap peluru selama perlambatan peluru hingga
berhenti di dalamnya

Latihan Soal 2

—————————————————————————

1. Sebuah balok
bermassa 3 kg bergerak ke atas pada bidang miring yang memiliki sudut 60°,
dengan energi kinetik awal 18 J. Jika koefisien gesekannya 0,3, maka jarak
terjauh yang dicapai balok pada saat meluncur pada bidang miring adalah ….

a. 1 m d. 0,4 m

b. 0,8 m e. 0,2 m

c. 0,6 m

2. Jumlah bahan
bakar yang diperlukan untuk mempercepat gerak sebuah mobil dari keadaan diam
menjadi kelajuan v adalah Q. Bila gesekan diabaikan, maka jumlah
bahan bakar tambahan yang diperlukan untuk menaikkan kelajuan mobil tersebut
dari v menjadi 2v adalah ….

a. Q/2

b. Q

c. 2Q

d. 3Q

e.
4Q

3. Perhatikan
gambar di samping!

Suatu
partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada
saat lepas dari bibir meja sebesar 2 m/s. Jika g = 10 m/s²,
maka energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 m adalah …

a. 2 J d.
22 J

b. 10 J e. 24 J

c. 12 J

4. Dua buah benda
A dan B yang bermassa masing-masing m jatuh bebas dari
ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah
dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi
kinetik sebesar ….

5. Sebuah mobil
bermassa m memiliki mesin berdaya P. Jika pengaruh gesekan kecil,
maka waktu minimum yang diperlukan mobil agar mencapai kelajuan v dari
keadaan diam adalah ….

6. Perhatikan
gambar grafik di samping !

Grafik di atas menyatakan gaya yang bekerja pada suatu benda bermassa 2 kg
pada selang (kurun) waktu 4 sekon. Kalau benda tersebut mula-mula diam, maka
besarnya energi kinetic setelah 4 sekon adalah …

a. 50 J

b. 100 J

c. 200 J

d. 300 J

e.
400 J

7. Sebuah benda
yang bergerak dengan kecepatan awal v0 di atas permukaan mendatar,
berhenti setelah menempuh jarak s karena pengaruh gaya gesekan kinetis.
Jika koefisien gesekan kinetis adalah

dan percepatan gravitasi sama dengan g, maka besarnya v0
adalah ….

8. Perhatikan
gambar di samping!

Benda dilepaskan dari puncak seperempat
lingkaran, lalu berhenti di titik C yang berjarak 5 m dari B.
Koefisien gesekan kinetis permukaan BC jika AB licin adalah ….

a. 0,1

b. 0,2

c. 0,25

d. 0,40

e.
0,5

9. Perhatikan
gambar di samping!

Sebuah balok
bermassa 25 kg semula diam di titik A. Gaya F sebesar 120 N
bekerja pada benda tersebut sehingga benda bergerak terus menaiki bidang
miring. Ternyata besar kecepatan benda ketika melalui titik C adalah 2
m/s. Jika diketahui BC = 3 m dan AC = 20 m, maka besar gaya
gesekan yang bekerja pada balok adalah ….

a. 40 N

b. 50 N

c. 64 N

d. 75 N

e. 80 N

10. Dua buah benda
masing-masing memiliki massa A kg dan B kg. Jika kedua benda
mula-mula diam kemudian mengalami gaya yang sama besar dan dalam selang waktu
yang sama, maka perbandingan energi kinetik benda A terhadap B tepat
pada akhir waktu diberikannya gaya adalah ….

a.
1

11. Sebuah benda
yang massanya 0,10 kg jatuh bebas vertikal dari ketinggian 2 m ke hamparan
pasir. Jika benda itu masuk sedalam 2 cm ke dalam pasir sebelum berhenti, gaya
rata-rata yang dilakukan pasir untuk menghambat benda besarnya sekitar ….

a. 30 N d. 90 N

b. 50 N e. 100 N

c. 60 N

12. Sebuah balok
bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s² di atas lantai
yang kasar. Karena kekasaran lantai tersebut, kecepatan balok bisa turun
menjadi 5 m/s setelah menempuh jarak tertentu. Perubahan energi kinetik balok
sebesar ….

a. turun 150
joule

b. naik 150
joule

c.
turun 50 joule

d. naik 50 joule

e. naik 250 joule

13. Sebuah benda
bermassa 4 kg, mulamula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s2.
Usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah ….

a. 6 J d. 48 J

b. 12 J e. 72 J

c. 24 J

14. Dua buah kapal
layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan mengadakan lomba. Massa
kapal A = m dan massa kapal B = 2 m, sedangkan gaya gesekan sedang diabaikan.
Jarak yang ditempuh sebesar S dan lintasannya berupa garis lurus. Pada saat
berangkat (start) dan sampai garis finis, kedua kapal layar memperoleh gaya
angin sebesar F. Jika energi kinetik kapal A dan B, pada saat di finis
berturut-turut besarnya EkA dan EkB,maka pernyataan di bawah yang benar
adalah…

a. EkA = EkB
d. EkA < EkB

b. EkA >
EkB e. EkA = 0,5 EkB

c.
EkA = 2EkB

15. Benda bermassa
5 kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Besarnya energi
potensial di titik tertinggi yang dicapai benda adalah … (g = 10 m/s²)

a. 200 J d. 350 J

b. 250 J e. 400 J

c.
300 J

16. Dua buah benda A
dan B yng bermassa masing-masing m, jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h
meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan
menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ….

17. Sebuah balok es
dengan massa 50 kg, pada 0⁰C, didorong di atas papan horizontal yang
juga mempunyai suhu 0⁰C sejauh 21 m. Ternyata 25 gram es mencair
karena gesekan. Jika kalor lebur es = 80 kal/g, maka besarnya koefisien gesekan
adalah ….

a. 0,5 d. 0,8

b. 0,6 e. 0,9

c. 0,7

18. Air terjun
setinggi 20 m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap
detik air mengalir 10 m³. Jika efisiensi generator 55% dan
percepatan gravitasi g = 10 m/s², maka daya rata-rata yang
dihasilkan (dalam kW) adalah ….

a. 110 d. 2500

b. 1100 e. 5500

c. 2200

19. Suatu mesin
melakukan usaha sebesar 3600 J setiap selang waktu 1 jam. Mesin tersebut
memiliki daya sebesar ….

a. 1 watt d. 10 kilowatt

b. 10 watt e. 900 kilowatt

c. 100 watt

20. Sebuah
silinder pejal homogen dengan jari – jari 20 cm dan massa 2 kg yang berada di
puncak bidang miring yang licin meluncur menuruni bidang seperti pada gambar.
Kelajuan benda saat tiba di dasar bidang miring adalah …..

a.
5 m/s

b.

m/s

c.
6 m/s

d.

m/s

e.
7 m/s

21. Gaya F melakukan usaha
sebesar 20

joule sehingga balok berpindah sejauh AB m. Apabila
bidang kontak licin dan sudut

= 45⁰ maka panjang AB adalah . . . .

a. 5 m d. 7,5 m

b. 5

m e. 5

m

c. 6

m

22. Mobil dengan massa 1000 kg berada dalam
keadaan diam. Besar usaha yang dibutuhkan untuk menggerakan mobil tersebut agar
kecepatannya mencapai 72 km/jam apabila gesekan diabaikan adalah . . . .

a. 1,25 x 10⁴ J d. 6,25 x 10⁵ J

b. 2,5 x 10⁴ J e. 4 x 10⁶ J

c. 2 x 10⁵ J

23. Sebuah bola logam dilemparkan vertikal ke atas
dengan kecepatan awal 0 m/s. Apabila g = 10 m/s dan massa benda 1 kg, besar
energi kinetik yang dimiliki benda tersebut saat ketinggiannya 20 m adalah . . . .

a. 300 J d. 600 J

b. 400 J e. 700 J

c. 500 J

24. Sebuah apel dilemparkan vertikal ke atas
dengan energi kinetik 400 joule dan sudut elevasi 60⁰. Apabila g = 10 m/s² maka energi
kinetik pada titik tertinggi adalah . .
. .

a. 25 J d. 150 J

b. 50 J e. 200 J

c. 100 J

25. Sebuah mobil mempunyai daya 2 hp dan bergerak
selama 30 menit. Usaha yang dilakukan mobil adalah . . . .

a. 2500 J d. 2800 J

b. 2600 J e. 2900 J

c. 2700 J

26. Energi mekanik merupakan gabungan antara . . . .

a. energi
listrik dan energi kinetik

b. energi
listrik dan energi potensial

c. energi
potensial dan energi kinetik

d. energi
listrik dan energi kimia

e. energi
kinetik dan energi kimia

27. Sebuah benda dipengaruhi oleh gaya luar dengan
persamaan F = 6 + 3t, dengan F dalam newton dan t dalam sekon. Benda tersebut
bergerak lurus dnegan kecepatan awal 1 m/s. Besar energi kinetik benda setelah
bergerak selama 2 sekon jika massa benda tersebut 2 kg adalah . . . .

a. 40 J d. 100 J

b. 60 J e. 180 J

c. 80 J

28. Dalam keadaan bebas tanpa beban, panjang
sebuah pegas adalah 20 cm. Jika pada pegas digantungkan beban 50 gram,
panjangnya bertambah 5 cm. Apabila beban tersebut disimpangkan sejauh 4 cm maka
energi potensial pegasnya adalah . . .
.

a. 0,008 J d. 0,4 J

b. 0,016 J e. 2 J

c. 0,2 J

29. Seorang ibu menjinjing keranjang bermassa 20
kg dan berjalan sejauh 10 m. Jika g = 10 m/s, ibu ini melakukan usaha
sebesar . . . .

a. 2000 J d.
6 J

b. 1000 J e.
Nol

c. 100 J

30. Pada ketiga gambar di
atas, usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda bermassa m dari A ke
B adalah . . . .

a. W₁ >W₂ > W₃ d. W₁ >W₂
= W₃

b. W₁ <W₂ < W₃ e. W₁ =W₂
= W₃

c. W₁
≠W₂ ≠ W₃

Download di Aplikasi Lebih Mudah

Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi

Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download

Aqila Course